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齉呈尘堡智能网卡应用于云网络加速方案研究刘畅，陶云祥，戎胤幸苏州砑际跤邢薰荆罩云计算技术让服务模式产生了巨大变化，为各行各业的发展带来了便利和资源的节省，随着用户需求的不断升级，云计算网络面临的压力日益凸显，采用／騣／咄掏峦ǎ⒉欢咸嵘槟层网络转发性能正日益凸显其重要性。智能网卡产生背景随着云数据中心日益普及，云上业务愈发广泛，数据流量呈迸发之势，基于内核转发虚拟交换机的收发分组瓶颈已成为云计算技术发展的可见短板，虽然可以通过软件加速方案如数据面加速套件替代内核转发，在一定程度上增强转发性能，但是仍存在以下几个问题。槟饨换换会大量占用宿主机计算资源，尤其是当吞吐增大时，为保证转发质量，ǔ；岚蠖ǘ喔鯟核，这会额外占用大量源消耗，这些试丛究梢栽谄渌滴窈陀τ弥进行更合理的利用。淙豢梢酝ü鼵和中断亲和扔呕侄翁岣咦7⑿阅埽莢依然面临着性能上的瓶颈，纯软件解决方案难以满足当前快速增长的高网络带宽应用需求。因此，进一步加速圃诒匦小滴瘢τ眯枨蠛腿砑迪稚系拿埽俪闪摘随着云计算的快速发展，传统的基于内核转发的层网络架构已经难以满足高吞吐和低时延的用户需求。基于硬件卸载的智能网卡应运而生，可以在提升网络转发质量的基础上支持更灵活丰富的网络功能。本文详述了智能网卡网络卸载方案，并对其优缺点加以分析比较。同时也进行了相应的性能对比测试。从测试结果可以看出，智能网卡的硬件卸载可以大幅提升云计算场景网络转发性能，基于硬件卸载的云计算网络无疑是未来发展的重要方向。关键词智能网卡；硬件卸载；云计算网络中图分类号文献标识码文章编号———宝贵的试矗扌沃性黾恿似笠翟诵谐杀竞湍要收稿日期：鏊篁查．鲎，堑：闶鸍旦到
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际醯某踔允且员绕胀–低疍以及部分有天生的处理速度快和性能稳定等优势。除此之外，网卡作为数据流进出的首道关卡，还可以实现监控、嗅探、将计算与网络资源分离和解耦，便于云服务商横向扩展唤龈涸餖的功能。基于硬件卸载，能够卸载部分网络流量，例载，提高网络吞吐；通过状态跟踪卸载等手段，实现防火墙、分组头修改、路咝浜希迪指咝阅芡缱7ⅰ可以灵活地实现各类呒苊饬怂拗骰目前市面上主流的芄垢鞑幌嗤笾次;谧ㄓ眯酒行网络加速核心的智能网卡，这种模式的于是专用电路，在布局布线和时钟树综合等方面均有性能优势，但前期开发周期要长一些，成品后逻辑固化不集成了砥鳎纬闪薙的架构，这种架构的侧的管理面服务下沉至网卡，即实现虚拟层零损耗，在裸金属场景下有着重要的使用价值。图有阅芗鄹癖取智能网卡的出现，以4淼硬件卸载方案被提出并得到广泛支持。得多的成本来实现对网络虚拟化功能的支持，如单根虚拟化狪砺呒膐。而且，硬件加速方案具以及避免网络攻击和实现安全隔离的作用。同时，可以单方能力与满足差异化需求。相比于诤芏喾矫孀隽改进。区别于发，通过增加额外的处理逻辑还可以实现部分如支持对网络数据分组头的解析，从而减小虚拟机负和分组头重构卸载由和网络地址转换裙δ堋⒎峭耆娲鷙，而是要和器的资源消耗，如流表匹配规则、过滤地址表等软件控制端进行的实时操作配置。糠止δ艿氖褂场景和控制平面／数据平面的功能分工见表可以分为蚐种类型。可更改；蚴腔贔实现δ埽氐闶强梢酝ü鼺喑绦改卡上的逻辑，灵活性更高，但成本也相对架构略高；蛟谇笆隽街值幕∩杀咀罡撸强梢越拘枰2渴鹪贖操作难易程度和灵活性等几个方面对这钟布芄棺功能实现数据分组检测数