Smart NIC 智能网卡

 

       当前,广泛的业务层需求致使数据中心快速增长。越来越多的虚拟机和容器,时刻变化的应用需求,以及日益受重视的网络安全等,光靠数据中心内各级交换机是不能解决的。这就促进了对于服务器内部网络的探索。比如Virtual Switch,Virtual Router 和 Virtual firewall等。这些“Virtual”,也就是虚拟化,实际上都是通过软件来实现的。这些虚拟化设备可以为虚拟机和容器提供更便捷,更高效的服务,但是带来便利的同时,也占用了相当多的CPU资源。本可以用作业务和应用的CPU被占用,这反而增加了运营成本及能源消耗。

       需求和软件实现上的矛盾,促成了智能网卡的出现。智能网卡,区别于普通网卡,不再只是负责服务器与外界的二层转发,而是负起了更多帮助CPU处理网络相关事务的作用。比如上文提到的虚拟交换机,虚拟防火墙等。解放CPU,以处理更多的应用需要。

       那智能网卡为什么可以帮助x86 CPU减负呢,首先这里要提到CPU的处理方式和智能网卡处理方式的不同。CPU的执行方式是串行周期式的,也就是每个时钟周期执行一条命令;而智能网卡是并行处理,相当于有很多个CPU在一块处理。比如用软件来实现一个以太网包的过滤要至少执行10000个CPU周期,如果要丢掉一个包也需要10000个CPU周期。但是,如果用智能网卡,CPU不需要参与,而智能网卡可以在纳秒级时间内完成处理。总结来说,就是用合适的设备完成适合的工作。

       此外,智能网卡也为实时网络遥测,边缘计算等提供了生长及应用的空间。对于数据中心来说,基于FPGA的智能网卡为数据中心的同构性提供了强有力的支持。通过对每台服务器安装智能网卡,并为特定服务器的智能网卡配置相应的固件,数据中心可在不改变架构的前提下支持多样及差异化的应用。

       锐文科技的智能网卡xNIC系列,通过对现有网卡的简单替换,为CPU减负,支持可编程网络,以及实时网络遥测,起到为网络应用加速的作用。

 

 

 


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