廣域網(wǎng)(WAN)已成為全球互聯(lián)網(wǎng)的骨干與主力，作為現(xiàn)代在線服務(wù)的基礎(chǔ)，其將橫跨大陸和海洋的數(shù)十億臺設(shè)備彼此連接到了一起。在 COVID-19 大流行期間，無論是機器學習、視頻通話、醫(yī)療保健等相關(guān)新興負載，都對互聯(lián)網(wǎng)帶寬和可用性提出了越來越高的要求。然而現(xiàn)實是，動輒數(shù)百英里的光纖網(wǎng)絡(luò)，很容易受到各種意外事件的影響而中斷。

好消息是，麻省理工學院(MIT)計算機科學與人工智能實驗室(CSAIL)和 Facebook 的科學家們，剛剛提出了一種可在光纖中斷時為網(wǎng)絡(luò)提供保護、且成本相當?shù)土?ARROW 系統(tǒng)。

結(jié)合特殊的在線算法，ARROW 系統(tǒng)還可根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)的實時流量需求，而提前規(guī)劃應(yīng)對潛在的光纖網(wǎng)絡(luò)中斷。

考慮到理論計算的復雜度，研究團隊提出了一種新穎的算法，本質(zhì)上可視作在光纖上‘波長重配置問題’的抽象，并只將基本信息輸入到‘流量工程問題’中。

然后借助‘光學恢復方法’，其能夠?qū)⒐饴窂谋唤財嗟墓饫w，轉(zhuǎn)移到‘替代’的健康光纖，以恢復網(wǎng)絡(luò)連接。

值得一提的是，通過對實時流量的分析考量，這套系統(tǒng)還能夠優(yōu)化以實現(xiàn)最大的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

在大規(guī)模模擬與測試平臺上，ARROW 在無需部署新光纖的情況下，即可承載 2-2.4 倍的流量，同時保持網(wǎng)絡(luò)的高度可靠。

研究一作、MIT 博士后 Zhizhen Zhong 指出：

• ARROW 可用于提升服務(wù)的可用性，并增強互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)對光纖截斷的彈性，且革新了我們對故障和網(wǎng)絡(luò)管理之間關(guān)系的思考方式。
• 以往的故障，特指確定性事件，意味著我們在過度配置網(wǎng)絡(luò)之外，找不到其它應(yīng)對方案。
• 不同的是，ARROW 能夠消除或部分恢復一些故障，這改變了我們對網(wǎng)絡(luò)管理和流量工程的看法。

最終為重新思考流量工程 / 風險評估系統(tǒng)、以及新興應(yīng)用程序，開創(chuàng)了一個全新的機遇。

以一個地鐵系統(tǒng)為例，其中某些列車可能偶爾發(fā)生故障。此時控制單元希望在考慮所有可能的交通狀況的同時，規(guī)劃如何將旅客疏散到替代線路上。

在 ARROW 方案中，當一條光線網(wǎng)路發(fā)生故障時，控制單元也可向通信需求方告知最佳替代線路，以最大限度地減少數(shù)據(jù)傳輸所需的時間、并避免遇到網(wǎng)絡(luò)擁塞。

最后，負責這項研究的 MIT 助理教授 Manya Ghobadi 表示，其長期目標是讓大規(guī)模計算機網(wǎng)絡(luò)變得更加高效、并最終開發(fā)出可智能適應(yīng)數(shù)據(jù)和應(yīng)用的新一代網(wǎng)絡(luò)。