Maglev: Google umgeht mit seinen Load-Balancern den Linux-Kernel
Zwar können Konkurrenten den von Google eingesetzten Software-Load-Balancer Maglev(öffnet im neuen Fenster) nicht einfach schnell in ihren Rechenzentren ausrollen – dazu fehlt der Quellcode des Projekts. Dank einer nun veröffentlichten wissenschaftlichen Beschreibung(öffnet im neuen Fenster) des Systems können andere Unternehmen damit aber immerhin aus den Erfahrungen und Details zu Maglev lernen. Interessant ist vor allem der Umgang mit dem Linux-Kernel.
Netzwerk-Stack des Linux-Kernels wird umgangen
Maglev ist der Beschreibung zufolge insbesondere auf das schnelle Verarbeiten von Paketen ausgelegt. So heißt es in der Erklärung, dass die Systeme mit 10 GBit/s angebunden seien und bei Google typischerweise oft sehr kleine Pakete von durchschnittlich nur 100 Byte Größe verarbeiten müssten.
Das entspreche etwa 9 Millionen Paketen pro Sekunde, die weitergeleitet werden müssen. Der Netzwerk-Stack des Linux-Kernels könne derartige Leistungsanforderungen jedoch nicht erfüllen, da dieser zu rechenintensiv sei. Mit der Unterstützung der Netzwerkkarten umgeht Maglev deshalb schlicht den Linux-Kernel und verwendet keinerlei Funktionen des Netwerk-Stacks.
Kosteneffiziente Konfiguration
Statt einer Aktiv-Passiv-Konfiguration(öffnet im neuen Fenster) , die bei den Hardware-Load-Balancern üblich sei, um einen Failover gewährleisten zu können, seien alle Maglev-Knoten in einem Cluster aktiv. Die notwendige Redundanz für die Hochverfügbarkeit wird über eine N+1-Konfiguration(öffnet im neuen Fenster) erreicht. Fällt ein Knoten aus, übernehmen die anderen die Arbeit. Über die Google-eigene Cluster-Verwaltung Borg können notfalls auch schnell neue Maglev-Instanzen gestartet werden.
Diese Konfiguration spare Kosten, da weniger physische Ressourcen ungenutzt vorgehalten werden müssten. Zum Verteilen der einkommenden Pakete nutzt Maglev das sogenannte Equal-Cost Multi-Path Routing(öffnet im neuen Fenster) (ECMP). Über bestimmte Hashing-Techniken ließen sich die Pakete von den Maglevs zudem verfolgen und an die eigentlichen Dienste weiterreichen.
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