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阿里云飞天洛神2.0:高性能网络软硬一体化技术实践

发布时间:2021-03-09   来源:网络整理    
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云网路构架

云计算从9年前被指责为新瓶装旧酒,到经过多年的高速发展,正在成为水电煤一样的基础设施。云网路建立在化学网路之上,为云计算提供灵动、智能的网路连结。云网络的功耗跟稳定性是云估算的基石。

VPC是云网路的基础,VPC的基础组件主要包括2部份:Gateway,vSwitch。

阿里云飞天洛神2.0:高性能网络软硬一体化技术实践阿里是最早把DPDK产品化的公司之一,目前阿里云网路的各个组件早已全面切至DPDK。以vSwitch为例,通过DPDK,vSwitch的功耗得到了数倍的增强。

软硬件一体化

基于CPU的软转发主要面临2个问题:一是CPU的单core功耗难题,在大流跟防御场景下比较容易被打爆,导致故障;二是CPU的摩尔定律逐渐失效,CPU的速率跟核数提高空间越来越小阿里云网络,靠CPU软转做逐步功耗增强的空间有限。

以太网的插口速度正在急速发展中,25G NRZ早已普及,50G PAM4早已成熟,单模块400G早已成为现实。PCIE的插口频率也在迅速发展中,单lane 16Gb的PCIE Gen4还未规模上线,单lane 32Gb的PCIE Gen5的规范早已公布。

随着云计算的发展,云网络的流量出现了爆发式下降。游戏/视频/NFV化对ECS网路功耗提出了更高的要求,vSwitch的网路正在朝百Gbps踏入。混合云的发展带给了专线跟跨region流量的增长,Gateway的流量正在朝百Tbps踏入。

为了提高云网络的功耗跟稳定性,满足云估算的技术发展需求跟业务发展需求,阿里云网路团队对VPC的基础组件做了全链路的软硬一体化设计,Gateway以超大流量+百万表项为目标,vSwitch以超大表项+百Gbps为目标。经过一年多的努力,2款产品都已顺利上线,把阿里云网路产品的竞争力提高了一个台阶。

阿里云飞天洛神2.0:高性能网络软硬一体化技术实践

软转发里,快慢速都是通过CPU实现的。为了提高vSwitch的功耗跟稳定性,阿里云网路团队经过一年多的努力,成功通过AISC实现了Fastpath的硬件化。

通过硬件化,vSwitch的功耗对比软转发提高了10倍以上,延时急剧减少。

Gateway硬件加速

图说天下

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