NVIDIA BLUVELD-2 數據處理器（ DPU ）提供了不匹配的軟件定義網絡（ SDN ）性能、可編程性和可擴展性。它集成了八個 Arm CPU 內核、安全的高級 ConnectX-6 Dx 云網絡接口和硬件加速器，這些硬件加速器共同卸載、加速和隔離 SDN 功能，執行連接跟蹤、流匹配和高級數據包處理。

這篇文章概述了精確SDN性能基準的基本原理，并演示了在NVIDIA CONTROX-6DX 上實現的實際結果。 BlueField-2 和下一代 BlueField-3 DPU 包括額外的加速功能，并為更廣泛的用例提供更高的性能。

SDN 性能基準最佳實踐

BlueField DPU 或 ConnectX SmartNICs 的任何 SDN 性能評估都應充分利用硬件加速器的全部功能。 BLUBELFIED-2 的分組處理動作是通過NVIDIA ASAP 編程的2（加速交換和數據包處理）引擎。 BlueField DPU 和 ConnectX SmartNICs 上的 SDN 加速器都依賴于 ASAP2以及其他可編程硬件加速器，以實現線速率網絡性能。

NVIDIA 盡快2支持已集成到上游 Linux 內核和數據平面開發工具包（ DPDK ）框架中，并可在一系列 Linux 操作系統發行版和云管理平臺中隨時獲得。

從 Linux 內核 5.6 開始，可以使用連接跟蹤加速。最佳實踐是使用現代企業 Linux 操作系統，例如 Ubuntu 20.04 、 Red Hat enterprise Linux 8.4 等等。這些較新的內核包括對 SDN 的收件箱支持，以及對 ConnectX-6 Dx SmartNICs 和 BlueField-2 DPU 的連接跟蹤加速。基于內核過時的 Linux 系統，通過連接跟蹤對 SDN 進行基準測試可能會產生誤導。

最后，要使任何 SDN 基準有效，它必須代表在現實世界的云數據中心中實現的 SDN 管道，而在現實世界中，數十萬個連接是常態。 ConnectX-6 Dx SmartNICs 和 BlueField-2 DPU 都是為超規模環境而設計和部署的，并在云級別提供突破性的網絡性能。

加速 SDN 性能

看看NVIDIA CONTROX-6DX 性能。以下基準測試顯示了啟用連接跟蹤硬件加速的 SDN 管道性能的吞吐量和延遲。我們使用與其他報告結果類似的系統設置、測試工具和程序進行測試。我們運行了 Open VSwitch （ OVS ） DPDK ，以便在 ConnectX-6 Dx SmartNIC 上無縫地實現連接跟蹤加速。

以下圖表描述了使用 iperf3 工具對 4 個和 16 個 iperf 實例（每個實例一個流）觀察到的 SDN 性能。

圖 1 。使用 iperf3 工具觀察了 4 個實例的 SDN 性能 s

圖 2 。使用 16 個 iperf 實例觀察 SDN 性能 s

主要發現：

ConnectX-6 Dx 提供了更高的吞吐量，對于所有測試的數據包大小， 4 個和 16 個實例的吞吐量分別高達 120% 和 150% 。

ConnectX-6 Dx 對于小到 1 KB 的數據包的傳輸速率大于 90% ，而其他產品的傳輸速率為 8 KB 。

下表顯示了在同一系統設置上具有 32 個實例的 SDN 管道的觀察性能。結果表明，隨著流量的增加， ConnectX-6 Dx 提供了更好的可擴展性，吞吐量提高了 4 倍。

圖 3 。 使用 32 個 iperf 實例觀察 SDN 性能 s

以下基準測試使用 sockperf 測量延遲。結果表明，對于測試的所有數據包大小，與其他產品相比， ConnectX-6 Dx 的延遲降低了約 20-30% 。

圖 4 。 觀察到帶有連接跟蹤的 SDN 管道的單向延遲

非加速連接跟蹤實現會在主機 CPU 上造成瓶頸。將連接跟蹤轉移到片上加速器意味著在這些基準測試中實現的性能并不強烈依賴于主機 CPU 或其驅動測試臺的能力。這些結果也表明了集成了 ConnectX-6 Dx 的 BlueField-2 DPU 可實現的性能。

BlueField-3 支持更高的性能級別

NVIDIA 歡迎有機會測試和展示 ConnectX-6 Dx 和 BlueField-2 的性能，同時遵守行業最佳實踐和操作標準。本文中顯示的數據將 ConnectX-6 Dx 的性能基準測試結果與其他地方報告的結果進行了比較。與其他產品相比， ConnectX-6 Dx 的吞吐量提高了 4 倍，延遲降低了 30% 。這些基準測試結果證明了NVIDIA 在 SDN 加速技術中的領導地位。

BlueField-3 是下一代 NVIDIA DPU ，集成了先進的 ConnectX-7 適配器和其他加速引擎。 BlueField-3 提供 400 Gb / s 的網絡、更強大的 Arm CPU 內核和高度可編程的數據路徑加速器（ DPA ），提供更高級別的性能和可編程性，以解決大規模數據中心中最苛刻的工作負載。使用 DOCA 在 BlueField-2 上構建的現有 DPU 加速 SDN 應用程序將受益于 BlueField-3 帶來的性能增強，而無需任何代碼更改。

關于作者

Tal Roll 是 NVIDIA 網絡產品營銷總監。好未來在云基礎設施、網絡安全和 HPC / AI 領域擁有 20 多年的經驗，在定義和推出成功產品方面有著良好的業績記錄。 Tal 擁有 IDC 大學和沃頓大學的工商管理 MBA 學位，以及特拉維夫大學的電氣工程和計算機科學理學學士學位。

審核編輯：郭婷