jueves, diciembre 9, 2021
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LIGHTNESS: centros de datos ópticos definidos por software

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LIGHTNESS es un proyecto llevado a cabo por la UE, coordinado por Interoute Italia y apoyado por empresas y varios centros internacionales de investigación. Este proyecto comenzó el 1 de noviembre de 2012, con una duración de tres años, por lo que el próximo 1 de noviembre, LIGHTNESS estará definitivamente acabado. Su objetivo principal es el diseño, implementación y evaluación experimental de una infraestructura de red de alto rendimiento para centros de datos, donde se desplieguen las soluciones de conmutación y transmisión fotónicas.

Aprovechar el poder de la óptica permitirá a los centros de datos hacer frente, de manera efectiva, al crecimiento de la demanda sin precedentes que se afrontará en un futuro próximo. Esta demanda, será impulsada por la creciente popularidad de las aplicaciones de computación y almacenamiento. De hecho, el despliegue de sistemas de transmisión óptica, aprovechando Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM), permite la transmisión de más de un centenar de canales de longitud de onda que operan a 10, 40, 100 Gb/s. Esto se traduce en unas capacidades de ancho de banda «ilimitadas», gracias a múltiples  Terabit/s que circulan a través de la fibra. Estas capacidades pueden utilizarse, de manera eficiente, gracias a la próxima generación de paradigmas ópticos de conmutación de circuitos como la conmutación óptica (OCS) o la conmutación de paquetes ópticos (OPS).

En este contexto, LIGHTNESS se incorpora a los esfuerzos hacia la demostración de un alto rendimiento de la tecnología óptica para el plano de los datos híbridos en centros de datos. Combinando la conmutación óptica (OCS) y los equipos de conmutación de paquetes ópticos (OPS), se implementarán los servicios de transporte para conseguir un mayor rendimiento de las aplicaciones específicas y una mejora en los requisitos de latencia.

Para conseguir este objetivo, se tenía previsto desarrollar – a lo largo de este proyecto – un nodo OPS adecuado para los servicios de conectividad de centros de datos, junto con un aumento del Top of the Rack (TOR) que permite cambiar sin problemas la conexión de los servidores a la red inter-cluster híbrida OCS/OPS, en cada rack. Como un logro adicional de LIGHTNESS, esta red inter-cluster híbrida OPS/OCS tendrá estará habilitada con un plano de control de red capaz de dinamizar la prestación de servicios flexibles de conectividad en la red híbrida OCS/OPS para centros de datos. Este plano de control también se ha desarrollado como prototipo para la integración en la demo final de LIGHTNESS.

Adelantándose al 5G

5G circuit microchip SIM card emblem isolated

Este proyecto tiene como objetivo desarrollar soluciones para infraestructuras de centros de datos, adelantándose a la aparición de nuevas tecnologías y estándares 5G y a un intenso tráfico móvil. Este tipo de innovación se hace cada vez más necesaria si tenemos en cuenta el creciente uso de dispositivos móviles y la llegada del Internet de las Cosas (IoT) que, según prevén estudios como el de Ericsson, van a aumentar sustancialmente los datos móviles en 2020. Por este motivo, las redes del futuro necesitarán soportar una gran cantidad de dispositivos móviles diferentes y que además tendrán determinadas necesidades en la transmisión, la velocidad, el retardo aceptable, el número de dispositivos soportados, los mecanismos de control exhaustivo para el tráfico y una gestión altamente dinámica de los recursos físicos y virtuales disponibles para los operadores.

Ante este panorama, los centros de datos son uno de los mayores afectados por estos nuevos patrones de tráfico y necesitarán avanzar en consecuencia hacia la 5G. El proyecto LIGHTNESS aprovecha beneficios, tales como la mejora del consumo de energía, la velocidad y la calidad de servicio que la transmisión óptica puede aportar dentro y entre los centros de datos, creando una infraestructura más dinámica y manejable para un futuro de 5G.

Los nuevos centros de datos ópticos

Los resultados del proyecto muestran un nuevo centro de datos totalmente óptico definido por software, en el que las tecnologías de conmutación óptica por paquetes (OCS) y conmutación de circuitos ópticos (OPS) están integradas con un controlador de red definida por software (SDN), consiguiendo así  una arquitectura de centros de datos escalable y programable. Las nuevas técnicas de control del tráfico, en el nuevo centro de datos óptico diseñado por LIGHTNESS, podrían permitir a los operadores gestionar todos los recursos del centro de datos de manera más dinámica, lo que lleva a una reducción de costes y mejoras en el servicio de extremo a extremo para los usuarios finales.

data centerComo mencionábamos antes, el proyecto se centra en la integración de las tecnologías OCS y OPS como un mecanismo para combinar diferentes patrones de tráfico. Las primeras pruebas del prototipo presentado en la Conferencia Anual Europea sobre Comunicaciones Ópticas en Valencia  (ECOC), demuestran velocidades de transmisión de datos de 40 a 100 Gb/s a través de una cadena que comprende una tarjeta de interfaz híbrida (OCS/OPS) programable,  un conmutador OPS, un conmutador OCS bajo demanda, un conmutador híbrido ToR (OCS/OPS) y un conmutador ToR totalmente óptico. El control de este plano óptico de datos se ha aplicado a través del controlador SDN basado en una versión ampliada de OpenDaylight, totalmente integrado con los dispositivos ópticos mencionados.

«Ambos prototipos LIGHTNESS para software y hardware están preparados para ser desplegados. Lo que estamos presentando estos días es un proyecto que no sólo es innovador y  concreto, sino relevante de forma inmediata para afrontar el mercado de las telecomunicaciones en evolución y para gestionar mejor la llegada del estándar 5G”, ha comentado Matteo Biancani, director comercial de Interoute Italia y coordinador del proyecto LIGHTNESS.

El proyecto LIGHTNESS, ahora casi terminado, ha recibido 2,44 millones de euros de financiación de la Comisión Europea bajo el séptimo Programa de Estructura para Investigación y Desarrollo y se han involucrado siete partners de Italia, Países Bajos, España y Reino Unido para llevar a cabo el proyecto. Estos partners son: Interoute (Italia), Technische Universiteit Eindhoven (Países Bajos), Nextworks (Italia), University of Bristol (Reino Unido), Barcelona Supercomputing Centre (España) y Universitat Politecnica de Catalunya (España).

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