標(biāo)準(zhǔn)PCIE插卡式設(shè)備POS協(xié)議轉(zhuǎn)換支持采集、過濾、匯聚、分流、負(fù)載均衡、復(fù)制替代DPDK、Hyperscan方案基于L2-L7層過濾正則表達(dá)式匹配加速時(shí)間戳標(biāo)簽高性能線速抓包服務(wù)器CPU、內(nèi)存占用率低

詳細(xì)介紹

流量采集DIP智能加速網(wǎng)卡: 基于FPGA 可編程網(wǎng)卡的高性能采集方案

FPGA專用網(wǎng)絡(luò)硬件加速 | Linux環(huán)境可編程 | 100G流量卸載｜OVS卸載

受益于近年可編程門陣列(FPGA)技術(shù)的發(fā)展，我們得以設(shè)計(jì)全新的軟硬結(jié)合的高性能流量采集方案用于替代標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡的DPDK+Hyperscan方案。以占用較低的內(nèi)存IO和CPU能力，線速捕獲網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，并完成特定功能的業(yè)務(wù)卸載，用戶通過API完成后續(xù)處理。采用這項(xiàng)技術(shù)可為網(wǎng)絡(luò)流量分析構(gòu)建在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器，特別是國(guó)產(chǎn)化硬件平臺(tái)架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)高密度計(jì)算的解決?案。有助于解決一直以來國(guó)產(chǎn)化平臺(tái)全流量采集性能相對(duì)偏低、穩(wěn)定性不足的

產(chǎn)品規(guī)格

關(guān)鍵特性	適?于所有幀??的零丟包數(shù)據(jù)包捕獲；所有幀??的線速數(shù)據(jù)包傳輸；納秒級(jí)精確時(shí)間戳；報(bào)?切?、去重等預(yù)處理；板載?內(nèi)存緩沖確保在擁塞期間傳輸數(shù)據(jù)包；多端?同源同宿投遞到X86多核隊(duì)列。
?絡(luò)接口	2/4 10GE/GE（SFP+）；2100GE/40GE(QSFP28/QSFP+)
主機(jī)隊(duì)列	隊(duì)列數(shù)16，多端?同源同宿負(fù)載均衡到隊(duì)列
報(bào)??持	?持2層VLAN、4層MPLS標(biāo)簽；VxLAN、GRE/GTP/L2TP/PPTP/PPPOE等隧道報(bào)?、IPv4、IPv6、ICMP、SCTP等
負(fù)載策略	SIP、SIP+SP、DIP、DIP+DP、SDIP、SDIP+SDP、VLAN、ROUND ROBIN、?播等策略
匹配條件	源IP、?的IP、協(xié)議類型、源端?、?的端?； VLAN ID；輸?接?號(hào)；報(bào)??度； MPLS標(biāo)簽；隧道報(bào)?匹配時(shí)可選擇內(nèi)層或者外層。
匹配動(dòng)作	丟棄；轉(zhuǎn)發(fā)到端?；轉(zhuǎn)發(fā)到主機(jī)（接收隊(duì)列）
?持系統(tǒng)	Linux
接?API	uuSDK

產(chǎn)品系列

芯片類型

專用網(wǎng)絡(luò)處理芯片

FPGA芯片

型號(hào)

FW-uNIC720

FW-uNIC740

FW-uNIC920

FW-uNIC1044

FW-uNIC1020P

FW-uNIC1040

FW-uNIC1100 （開發(fā)板）

FW-uNIC690 （驗(yàn)證平臺(tái)）

圖片

網(wǎng)絡(luò)接口

2*10GE

2/4*10GE

2*100GE

4*10GE

2*10G/2.5G POS

1*40GE

2*100GE

2*100GE，2*40GE

主機(jī)接口

PCIE3.0*8

PCIE3.0*16

PCIE3.0*8

PCIE3.0*16

PCIE3.0*8

內(nèi)存

8GB DDR4

8/16/32/64GB DDR4

8GB DDR4

8GB DDR3

尺寸

68.9 mm x 111.15mm半高半長(zhǎng)

167.65 mm x 111.15mm全高半長(zhǎng)

全高3/4長(zhǎng)

68.9 mm x 111.15mm半高半長(zhǎng)

167.65 mm x 111.15mm全高半長(zhǎng)

160MM*210MM

主芯片

CAVIUM OCTEONIII CN7360-AAP 1.5GHZ

Marvell OCTEON TX2 CN9670

Intel Arria10 FPGA

Intel Stratix10 FPGA

Xilinx 690T或者國(guó)產(chǎn)FPGA

散熱方式

板載散熱片被動(dòng)散熱

板載風(fēng)扇主動(dòng)散熱

板載散熱片被動(dòng)散熱

板載風(fēng)扇主動(dòng)散熱

應(yīng)用場(chǎng)景

適合高性能流量采集，轉(zhuǎn)發(fā)，業(yè)務(wù)較復(fù)雜的場(chǎng)景。如會(huì)話管理，協(xié)議識(shí)別，URL匹配，浮動(dòng)關(guān)鍵詞，前綴五元組，TCP服務(wù)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)，正則表達(dá)式通配符匹配打標(biāo)簽等

適合高性能流量采集，轉(zhuǎn)發(fā)，業(yè)務(wù)較為簡(jiǎn)單，對(duì)散熱要求高的場(chǎng)景。如會(huì)話流表加速轉(zhuǎn)發(fā)，SDH鏈路協(xié)議轉(zhuǎn)換，高性能收發(fā)包RSS分發(fā)等

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

智能加速網(wǎng)卡 V& DPDK+Hyperscan對(duì)比

根據(jù)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中完成的測(cè)試表明，使用智能網(wǎng)卡能使整體系統(tǒng)性能提升2-3倍，減少服務(wù)器部署規(guī)模的同時(shí)，也大量節(jié)約了機(jī)房空間、電源、冷卻和管理等運(yùn)維成本(OPEX)節(jié)省系統(tǒng)成本，具有高性價(jià)比。
高性能轉(zhuǎn)發(fā)：使用靜態(tài)buff ring，減少了網(wǎng)卡需要進(jìn)行IO讀取主機(jī)desc ring來獲取緩存地址的帶寬，將帶寬更加重復(fù)利用與采集，并且減少了對(duì)主機(jī)內(nèi)存的訪問，避免對(duì)上層CPU防存的干擾；集中式釋放模式，避免多次少量釋放ring bell的IO、CPU占用。通過一系列優(yōu)化技術(shù)，保證智能網(wǎng)卡在線速采集轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的同時(shí)對(duì)主機(jī)內(nèi)存I/O，CPU占用率小。
國(guó)產(chǎn)化支持：由于國(guó)產(chǎn)CPU單核處理性能受限，國(guó)產(chǎn)服務(wù)器一般采用NUMA多節(jié)點(diǎn)模式增加CPU個(gè)數(shù)來實(shí)現(xiàn)多核心堆疊，導(dǎo)致內(nèi)存墻問題更加突出。使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡可能出現(xiàn)性能陡然下降的情況；智能網(wǎng)卡經(jīng)過優(yōu)化可以將內(nèi)存訪問進(jìn)行流水化，從而縮小內(nèi)存訪問時(shí)延使采集卡DMA上傳性能得到大量提升，達(dá)到與INTEL平臺(tái)相同的采集性。
實(shí)現(xiàn)真正的零拷貝：標(biāo)準(zhǔn)?卡雖然使?DPDK技術(shù)將報(bào)?收到?戶空間，由于動(dòng)態(tài)內(nèi)存，要頻繁的緩存隊(duì)列成員申請(qǐng)與釋放，在后端業(yè)務(wù)有較長(zhǎng)處理時(shí)間時(shí)需要將報(bào)文進(jìn)行拷貝存儲(chǔ)；使用智能網(wǎng)卡可以配置超大報(bào)文緩存隊(duì)列，使服務(wù)器能真正實(shí) 現(xiàn)零拷貝情況下占用pkt buffer進(jìn)行一定時(shí)間的操作再釋放緩存。
高精確度的硬件時(shí)間戳：使用多核網(wǎng)卡硬件接口PTP時(shí)間戳，比在收取報(bào)文后服務(wù)器獲取時(shí)間打上的軟件時(shí)間戳更加精確，更能體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的實(shí)際情況；而且能減少服務(wù)器為獲取時(shí)間產(chǎn)生的CPU占用。
基于會(huì)話或者特定策略的快速轉(zhuǎn)發(fā)：對(duì)于某些防火墻、IDS/IPS等網(wǎng)安應(yīng)用，真正需要處理的網(wǎng)絡(luò)流量占比非常小，常見使用DPDK方案，無法在網(wǎng)卡端識(shí)別哪些流量需要處理，只能把所有流量收上來，再在服務(wù)器上做篩選清洗，大部分流量再返回到原鏈路上，浪費(fèi)了大量的CPU和IO資源。使用智能網(wǎng)卡在入口前端預(yù)處理，可以將大部分正常流量轉(zhuǎn)發(fā)，只將少部分的關(guān)注流量上傳到主機(jī)，可顯著提升系統(tǒng)性能。
完整的RSS功能支持：標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡只能對(duì)普通報(bào)文做RSS分發(fā)，對(duì)于比如隧道報(bào)文無法解析，導(dǎo)致無法保證同一個(gè)會(huì)話送到同一個(gè)CPU隊(duì)列，常見做法是服務(wù)器用專門的核心收包，然后做二次分發(fā)。智能網(wǎng)卡可自動(dòng)解析MPLS、GRE等隧道頭部，提取正確的五元組做同源同宿分發(fā)到主機(jī)多個(gè)隊(duì)列，將同一個(gè)會(huì)話的報(bào)文送到同一個(gè)CPU隊(duì)列處理，提高主機(jī)cache一致性。
定制化卸載：標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡相比，智能網(wǎng)卡可定制化編程，卸載服務(wù)器處理。