(Bilde: ORV)
(Bilde: ORV)
(Bilde: ORV)
(Bilde: ORV)
(Bilde: ORV)

Oracle på Skullerud

Kjemper mot nanosekunder

Oracles framtid utvikles i Norge.

OSLO/SKULLERUD (digi.no): Ofte tenker vi på USA når det snakkes om cutting edge datateknologi, men hos Oracle er det ganske cutting på Skullerud også. Her står slaget mot flaskehalsene i nettskyen.

Med teknologien dataselskapet nå lanseres på basis av den norske forskningen kan det se ut som de har lykkes å kutte svartidene til en brøkdel.

Dette er neste generasjon datasenter og det er helt virtualisert.

Back to the eighties

Historien om Oraclemiljøet går helt tilbake til Norsk Data, selv om tidens tann har tæret på den. På 1980-tallet, mens Norsk Data ennå eksisterte, begynte utviklingen av det vi i dag kjenner som Infiniband. Etter at selskapet gikk over ende i 1992 overlevde teknologien rundt koblingsteknologien og miljøet i form av Dolphin Interconnect.

En del av selskapet ble kjøpt av Sun som videreutviklet teknologien i Norge. Så ble Sun kjøpt av Oracle i 2009 og de fortsatte utviklingen av teknologien. Fremdeles i samme lokaler på Skullerud der Norsk Data eksisterte for mange år siden.

Arkitekten

Vi treffer Ola Tørudbakken hos Oracles norske utviklingsavdeling for nettverksteknologi. Han har den noe anonyme tittelen arkitekt, men bak den skjuler det seg 35 patenter og svært kort avstand til selskapets grunnlegger og nå teknologisjef, Larry Ellison.

Det Tørudbakken og de rundt 50 utviklerne på Skullerud klekker ut, er av avgjørende betydning for datagiganten. Men de er ikke alene.

Rundt 300 utviklere rundt om i verden samarbeider med Tørudbakken. Her handler det om å få fart på datasystemene. Da er det ikke lenger snakk om å sende flyttelasset på kobberledninger. Det må gå på glass skal det ekstreme kravet til færrest mulig nanosekunder overholdes.

Ferdig integrert

Det utviklerne på Skullerud har gjort er å levere kjernearkitekturen til Oracles nye Engineered Systems og Integrated Cloud. Dette er en helt virtualisert løsning hvor servere, lagring og nettverk er ferdig integrert og fullt konfigurerbar i programvare.

Så langt er det ikke veldig spesielt. De fleste maskinvareleverandører har noe slikt i brosjyrene sine. Det spesielle er hvordan Oracle har bygget sin løsning.

– Når vi kobler sammen tusenvis av servere må vi kunne skalere på en sikker måte. Derfor har vi utviklet to ASIC-er her. Den ene kobler CPU-en og dens hukommelse til nettverket med ekstremt lav forsinkelse. Den andre kobler sammen servere på en ekstrem rask måte, og tilbyr overgang til eksisterende Ethernet og SAN. Virtuelle Ethernet-nettverk og SAN nettverk kan skaleres fritt over det nye høyhastighetsnettverket.

Stanger mot lyshastigheten

Utviklerne på Skullerud har produktifisert en helt ny optisk sammenkoplings-teknologi for å knytte sammen servernoder, som sitter helt inne ved ASIC-ene og kobler hovedkortene sammen optisk.

– Når hastigheten i systemet er på 100 Gbit/s har vi en tidsluke på 40 picosekunder til hver bit. Det er den tiden det tar for lyset å gå 1 centimeter i rett linje. Optikken sørger for distanse, men det viktigste er at signal/støyforholdet blir veldig mye bedre.

Systemene de har utviklet, med elektronikken, optikken og programvaren, gjør at de med en trelags nettverksarkitektur oppnår en latenstid på rundt ett mikrosekund. Det vanlige er mellom 15 og 100 mikrosekunder. Når mange applikasjoner skal virke sammen er lav latenstid svært verdifullt. Et typisk eksempel på systemer som trenger mye samspill mellom applikasjoner er bookingsystemene til flyselskapene.

Tett og kaldt

Overgangen til fiberoptisk sammenkobling har også en viktig effekt på kjølingen.

– Fiberkabler veier mye mindre enn kobberkabler, de kan pakkes tettere og tar svært mye mindre plass. I en av våre nye tynne kabler går det 8 ulike fibre, mens en annen har 24. Det betyr at de sperrer langt mindre for luftstrømmen som kjøler serverne. Vi har laget det optiske systemet så idiotsikkert som mulig ved å bruke fargekoding. Her skal det være umulig å koble feil, sier Tørudbakken.

FARGEKODER: I tillegg til å utvikle den nye kabelteknologien har Skullerudteamet fargekodet dem for å gjøre tilkoblingen idiotsikker. I bakgrunnen ser vi en modulær svitsj på hele 24 terabit/s.

Vanligvis er det ikke mulig å koble sammen kabler med 24 fibre som skal møte hver sin fibermotpart i servernoden uten en omfattende rengjøringsprosess. Slike systemer er alt for følsomme for støv som hindrer glass- til glasskontakten. Det er ikke noe problem her for hver fiber slutter i en konkav geometri som virker som en spredelinse. Den andre fiberen har også en slik og virker som en samlelinse. Skulle det fanges en støvpartikkel i hulrommet mellom glassene, tåler overgangene det.

– Denne løsningen gjør at det er like enkelt å koble slike fiberkabler som å koble vanlig Cat5 ethernet, sier Tørudbakken.

Færre fartsdumper

Det er mer enn optikk som gjør serversystemet raskt. Utviklerne har også laget et system for å akselerere programvaren. En av årsakene til at programvare går tregere enn den burde er ulike kall som avbryter programmene som kjører.

Slike meldinger fyker det et utall av rundt i moderne datasentre og legger beslag på ressurser.

– For å minimere slike avbrudd har vi lagt inn deler av kodebasen til slike kall i silisium. Dette er selvfølgelig portabelt og oppgraderbart. Den forstår programvaren den jobber sammen med og akselererer deler av operativsystemet, databasekall, applikasjoner, og sikkerhet.

LYNRASKT: Med sine optiske tilkoblinger har dette svitsjekortet en nesten utrolig kapasitet på hele 7,2 terabit/sekund.

Perfekt for tele

Tørudbakken tror svært mange også utenom Oracle vil ønske å investere i den nye systemgenerasjonen selskapet lanserer, men spesielt teleselskaper vil se fordeler.

– De sliter med både latenstider og skalering av systemene sine i dag. Ingen andre har noe liknende som den kombinasjonen av programvarebasert konvergert infrastruktur, programvare som akselereres i maskinvare og optisk sammenkobling. På tross av hastighetsøkningen er dette en kolossal forenkling i forhold til konvensjonell arkitektur. Og mye billigere. Kost/ytelse ligger på rundt en tredjedel, sier han.

Blokk med eneboligopplevelse

Ytelse er selvfølgelig svært viktig, men i nettskyen er sikkerhet kanskje aller viktigst. Hvis Pepsi og Coca Cola skal være villige til å bruke samme nettsky kan det ikke skje noen lekkasje mellom systemene.

– Arkitekturen er svært godt egnet til å bygge store nettskyer fordi vi kan kontrollere innholdet så godt og isolere brukerne fullstendig fra hverandre. Alt helt ut til administrator hos brukeren er isolert. Det er viktig når det blir stort, og det kan det bli. I en nettsky med en halv million fysiske servere kan systemet håndtere opptil 64 millioner virtuelle nettverk. Alt med virtuelle lastbalanserere og brannmurer, sier han.

TIL SERVEREN: Dette 200 gigabit/s server-nettverkskortet har innebygget funksjonalitet for å akselerere applikasjoner.
 

Naturkatastrofer

Sikkerhet er alfa og omega internt i et datasenter - men vel så viktig er muligheten til å koble sammen datasentre ulike steder. Skulle et sted bli rammet av for eksempel et jordskjelv vil dataene og applikasjonene til brukerne være sikret og fortsette å kjøre i det andre datasenteret.

– Derfor kan den nye teknologien koble sammen flere datasentre med den samme raske teknologien over store distanser via eksisterende utbygd infrastruktur på fiber, sier han.

LETT Å KOBLE TIL: Den nye teknologien som brukes på fiberendene gjør det like enkelt å koble kabler til og fra som om det var kobberkabler med ethernet.

Trenger gode hoder

Tørudbakken har i løpet av noen år doblet den norske utviklerstaben, men skulle gjerne hatt flere med kompetanse innenfor innbygget programvare, ASIC, FPGA, nettverk og mere til.

– Vi sliter med å finne talent her i landet, så vi har rekruttert fra mange nasjoner. Kanskje det blir bedre nå når oljeindustrien ikke virker så forlokkende lenger. Heldigvis har vi mange gode miljøer vi kan samarbeide med i Norge slik som Simula på Fornebu, sier han.  

Til sommeren

Oracles nye integrerte nettsky, med det tunge norske teknologiinnslaget, ble annonsert under Mobile World Congress i Barcelona i mars. Nettopp på grunn av at teleselskapene vil ha spesielt stor glede av produktet. De første kundene vil få systemene i sommer.

Til toppen