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Smart NIC是什么?FPGA智能网卡简析

作者: 时间:2022-08-24 来源:网络 收藏
编者按:一文读懂——智能网卡是什么?有什么特点?FPGA有哪些技术优势?可实现什么新功能?

一、智能网卡是时代技术发展的需求

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202208/437664.htm

  5G的到来,对软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)提出了更加迫切的需求。

  现有的网络基础设施可支撑千万人沟通,但不能支持实时沟通的数十亿物联网设备,这就需要运营商对网络进行虚拟化,构建更加灵活的网络基础设施。

  但是,软件解决方案并不能提供足够的网络可靠性和服务质量,而具有高级可编程功能,将在虚拟化网络中扮演非常重要的角色。

  Smart NIC能够提升应用程序和虚拟化性能,实现软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的诸多优势,将网络虚拟化、负载均衡和其他低级功能从服务器CPU中移除,确保为应用提供最大的处理能力。与此同时,智能网卡还能够提供分布式计算资源,使得用户可以开发自己的软件或提供接入服务,从而加速特定应用程序。

二、智能网卡的技术性特征

  Smart NIC即智能网卡,其核心是通过FPGA协助CPU处理网络负载,编程网络接口功能。FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

  智能网卡的研发意图有两个:

  1.解放server上昂贵的CPU计算资源;

  2.帮助提供barematel server。

  智能网卡具有三个重要特征:

  1.通过FPGA本地化编程支持数据面和控制面功能定制,协助CPU处理网络负载;

  2.通常包含多个端口和内部交换机,快速转发数据并基于网络数据包、应用程序套接字等智能映射到到相关应用程序;

  3.检测和管理网络流量。

  Smart NIC的应用场景包括:

  1.Smart NIC可以将代码从CPU引入网卡,显著加速用于安全应用的加密/解密或用于深度包检测(DPI)应用程序,降低CPU负载,并且支持灵活的网络可编程性;

  2.超融合架构数据中心中,Smart NIC为SDN和虚拟化应用程序提供硬件加速与网络接口紧密结合,并可分布在大型服务器网络中,减小CPU负载,提供额外的边缘计算能力,加速特定应用和虚拟化功能,并且通过正确的语言和工具链支持,为用户提供应用加速即服务的附加价值。

  目前业界提供基于FPGA的Smart NIC的厂商包括Accolade、BittWare、Enyx、Ethernity、Napatech、Netcope、Reflex CES、Silicom和Solarflare,通常集成自Intel或Xilinx的FPGA来实现。



关键词: SmartNIC 智能网关

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