了解：智能网卡是什么智能网卡有什么用

源杭呐麻

引言


在需要更的络速度，更大的存储空间，更强的数据处理时代，传统卡在计算能力，使用灵活性等方面在业务需求面前愈发力。后摩尔时代，为能够满足存储、计算、数据中心络处理需求，减轻CPU负担，提高计算效力，具备计算能力，灵活可编程的智能络设备智能卡(smartnetworkinterfacecard,SmartNIC),应运而生。


智能卡是什么


智能卡是什么从字面来看，就是卡+智能，那我们先来看卡是什么


卡，也叫络接口卡（networkinterfacecard，NIC），是一种连接络和服务器的络硬件设备，方便络数据传输与通信。


智能卡（smartnetworkinterfaceCard，SmartNIC），是一种灵活可编程的卡，与服务器配合使用。智能卡因为具备了计算能力，为了释放CPU算力，它将担负络、安全、存储中不适合CPU相关的数据处理功能卸载到可编程硬件芯片执行，降低CPU的消耗，使服务器能够更有效运行关键应用程序和操作系统，化业务数据处理整体效力。


智能卡方案架构


在业界，不同业务场景对于智能卡的选择也不尽相同。本文主要从核心处理器的选择上对智能卡的技术架构进行介绍。目前，智能卡的核心处理器设计主要有类，分别是基于SOC，FPGA和ASIC的设计。


基于SOC的SmartNIC，是一种多核CPU方案，可编程和灵活性更强，但转发性能弱，因此基于SOC的SmartNIC在10G时代得到了很好的应用，随着数据中心中的以太数据速率从10G上升到25G、100G甚至更高时，这种方案的智能卡就难以跟上；基于FPGA的SmartNIC，是一种FPGACPU+FPGA方案，具备低延时、低功耗势，主要适用于络转发等并行计算场景，用于解决数据中心商用服务器满足不了速增长的业务需求和灵活性不足问题，但FPGA采用硬件语言，开发难度相对高一些；基于ASIC的SmartNIC，在一定程度上具备卸载CPU处理能力和可编程性。其硬件可以根据客户需求定制，性能和计算效率较高，因开发成本昂贵，生产周期长，导致灵活性较差。


目前，锐捷络推出的湛卢1000是基于FPGA+高性能X86处理器的2*25G以太智能卡，提供PCIeGen30x16通道接口。FPGA现OVS速转发路径，配合SoC的OVS慢路径下发硬件流表，现数据包高速转发。SoC可以现OVS慢路径、SPDK、vSwitch、Ironicagent以及数据中心标准、私有协议，为客户提供高效、灵活、可编程的数据中心解决方案。


场景应用


在互联行业，智能卡在数据中心应用十分广泛。智能卡具体可用于数据传输、虚拟交换、数据安全和数据存储等场景。根据数据加密数据解密、数据分组检测及存储功能的现，智能卡可分别应用于云安全、防火墙安全组和云存储；根据数据分组查表的功能现，智能卡的可应用于虚拟路由虚拟交换机。


基于市场需求及技术先进可落地，锐捷络面向裸金属场景，现络功能及云管理组件等卸载，简化裸机发放流程，提升络性能。主要功能如下：


1、将vSwitch与Ironicagent卸载到智能卡SoC上运行，在智能卡上现卸载Openflow流表功能，利用硬件转发解决软件转发瓶颈问题。


2、通过速通道直接对外通信，缩短了络处理路径耗时，减少CPU消耗，降低时延；


3、将云管理组件卸载至智能卡中，现裸机与虚拟机同样的发放与管理流程，现裸机速发放、迁移、云盘启动等功能，简化客户配置。


4、通过各种KernelBypass技术，在用户态完成业务处理，提升服务器性能，同时针对特定业务逻辑，让硬件替代CPU完成专业设备NFV后处理逻辑，现加速处理；


5、在安全性上，存储信息不再暴露给到用户权限界面之内，从而解决存储络的安全问题；


6、将观察点从硬件交换机延伸到主机侧，现业务端到端运维可视化。


结论
湛卢系列智能卡是锐捷络推出的第代智能卡，为数据中心服务器提供高性能的络功能，例如安全组、虚拟交换、虚拟机及裸金属服务器的络存储卸载，释放CPU算力，提高服务器整体性能，降低TCO。


锐捷络提供多种灵活的软件适配方案，可以帮助用户速现各种场景下的智能卡应用。


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