隨著數(shù)據(jù)中心、云計算和高性能計算不斷發(fā)展，服務(wù)器承擔的數(shù)據(jù)處理任務(wù)越來越復(fù)雜。過去，網(wǎng)絡(luò)接口更多被視為服務(wù)器與交換機之間的“連接通道”；而今天，當算力規(guī)模持續(xù)提升，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸成為影響服務(wù)器整體性能的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

尤其是在高性能計算、虛擬化、分布式存儲以及數(shù)據(jù)中心等場景中，單純提高網(wǎng)絡(luò)速率已經(jīng)無法滿足全部需求。如何讓高速網(wǎng)絡(luò)真正與服務(wù)器計算能力協(xié)同起來，降低數(shù)據(jù)傳輸過程中的額外開銷，正在成為服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)升級的重要方向。

100G，不只是速度的提升

從10G、25G到100G，服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升，本質(zhì)上是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施對數(shù)據(jù)吞吐能力不斷提高的結(jié)果。但當網(wǎng)絡(luò)進入100G時代之后，真正需要關(guān)注的問題已經(jīng)從“能不能跑到100G”，轉(zhuǎn)向“服務(wù)器能不能高效利用100G”。

如果大量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理工作都由CPU完成，隨著數(shù)據(jù)包數(shù)量和業(yè)務(wù)并發(fā)量增加，網(wǎng)絡(luò)I/O本身就可能成為系統(tǒng)資源的重要消耗。因此，新一代高速網(wǎng)絡(luò)適配器正在承擔越來越多的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，通過硬件卸載、虛擬化以及高效I/O等能力，減少主機CPU在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理上的負擔。這也是100G網(wǎng)卡從傳統(tǒng)“網(wǎng)絡(luò)接口”向“服務(wù)器I/O基礎(chǔ)設(shè)施”演進的重要變化。

高速網(wǎng)絡(luò)，需要匹配高速I/O

對于100G網(wǎng)絡(luò)而言，網(wǎng)卡、服務(wù)器PCIe總線以及上層軟件之間需要形成完整的數(shù)據(jù)通路。光潤通100G OCP 3.0網(wǎng)卡 F1102E-OCP-V3.1 采用 Intel? E810-CAM2 以太網(wǎng)控制器，提供雙端口100G網(wǎng)絡(luò)連接，并采用QSFP28接口。主機側(cè)采用PCI Express 4.0 x16，可為高速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸提供相應(yīng)的I/O通道。這種設(shè)計并不是簡單地把網(wǎng)口速率提升到100G，而是圍繞服務(wù)器高速I/O場景，對網(wǎng)絡(luò)接口、PCIe帶寬以及數(shù)據(jù)處理能力進行協(xié)同設(shè)計。對于部署100G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器而言，只有網(wǎng)絡(luò)接口、總線帶寬和處理能力形成匹配，才能讓高速網(wǎng)絡(luò)真正轉(zhuǎn)化為業(yè)務(wù)側(cè)的吞吐能力。

從“數(shù)據(jù)傳輸”到“數(shù)據(jù)處理”

高速網(wǎng)卡的另一個變化，是越來越多的網(wǎng)絡(luò)處理任務(wù)開始從CPU側(cè)向網(wǎng)卡側(cè)轉(zhuǎn)移。光潤通100G OCP網(wǎng)卡F1102E-OCP-V3.1 支持TCP/UDP/IP校驗和、TCP分段等硬件卸載能力，可以將部分網(wǎng)絡(luò)處理任務(wù)交由網(wǎng)卡硬件完成，從而減少主機CPU參與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理的工作量。

在數(shù)據(jù)中心環(huán)境中，這類能力的價值并不只是提升某一個網(wǎng)絡(luò)指標，而是幫助服務(wù)器釋放更多CPU資源，使計算資源能夠更加集中于業(yè)務(wù)本身。當服務(wù)器同時承擔數(shù)據(jù)庫、虛擬化、存儲、AI計算或其他高并發(fā)業(yè)務(wù)時，這種網(wǎng)絡(luò)處理能力的重要性也會進一步體現(xiàn)。

虛擬化環(huán)境，對網(wǎng)卡提出了新的要求

服務(wù)器虛擬化之后，一塊物理網(wǎng)卡可能需要同時服務(wù)多個虛擬機、虛擬端口以及不同業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模式下，大量數(shù)據(jù)包需要經(jīng)過虛擬交換和軟件處理，網(wǎng)絡(luò)I/O容易成為虛擬化環(huán)境中的性能瓶頸。因此，高速網(wǎng)卡需要具備更加完善的虛擬化能力。

光潤通100G OCP網(wǎng)卡F1102E-OCP-V3.1 支持SR-IOV，并提供多隊列、虛擬端口以及虛擬函數(shù)等能力；同時支持VXLAN、NVGRE網(wǎng)絡(luò)虛擬化卸載，可用于虛擬化數(shù)據(jù)中心中的網(wǎng)絡(luò)流量處理。資料顯示，該卡每個物理端口最多支持128個虛擬端口，雙端口最多支持256個虛擬功能，為多虛擬機、高并發(fā)I/O場景提供了硬件基礎(chǔ)。這意味著，網(wǎng)卡不再只是“把數(shù)據(jù)送進服務(wù)器”，而是開始參與服務(wù)器內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度。

RDMA，讓網(wǎng)絡(luò)更接近計算本身

在高性能計算、分布式存儲等應(yīng)用中，數(shù)據(jù)傳輸延遲和CPU占用往往同樣值得關(guān)注。RDMA的核心價值之一，就是減少傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信過程中對CPU的依賴，讓數(shù)據(jù)能夠以更加高效的方式在網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)存之間進行傳輸。

光潤通100G OCP網(wǎng)卡F1102E-OCP-V3.1 支持iWARP/RDMA以及RoCEv2/RDMA，可面向高性能網(wǎng)絡(luò)通信場景提供RDMA能力。當服務(wù)器集群規(guī)模不斷擴大，網(wǎng)絡(luò)通信從“輔助計算”逐漸成為計算系統(tǒng)的重要組成部分時，低延遲、高吞吐以及低CPU開銷的網(wǎng)絡(luò)能力，也就變得越來越重要。

OCP 3.0，讓網(wǎng)絡(luò)接口更加貼近數(shù)據(jù)中心架構(gòu)

數(shù)據(jù)中心服務(wù)器正在朝著高密度、模塊化和標準化方向發(fā)展。傳統(tǒng)PCIe插卡之外，OCP Mezzanine也成為服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)部署的重要形態(tài)之一。F1102E-OCP-V3.1 按照OCP Mezzanine Card 3.0設(shè)計，可用于支持OCP 3.0卡的服務(wù)器主板，并采用Type 3形態(tài)。

對于數(shù)據(jù)中心而言，這種設(shè)計能夠讓網(wǎng)絡(luò)接口更加貼近服務(wù)器整體架構(gòu)，在有限的服務(wù)器空間中實現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)連接。與此同時，產(chǎn)品還支持熱插拔、SNMP遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、BMC管理以及VPD等管理能力，為服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的部署、維護和運維提供相應(yīng)支持。

100G網(wǎng)絡(luò)的價值，最終還是回到業(yè)務(wù)

從10G到25G，再到100G，網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升只是表象。真正推動服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)持續(xù)升級的，是數(shù)據(jù)量、計算規(guī)模以及業(yè)務(wù)架構(gòu)的變化。對于高性能計算、虛擬化、數(shù)據(jù)中心、分布式存儲等場景而言，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不再是服務(wù)器外圍的一個接口，而正在成為連接計算、存儲與業(yè)務(wù)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

光潤通 F1102E-OCP-V3.1 以100G雙光口為基礎(chǔ)，結(jié)合PCIe 4.0 x16、RDMA、虛擬化卸載以及多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議卸載能力，為高性能服務(wù)器提供高速網(wǎng)絡(luò)I/O能力。

當算力不斷向前發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)也需要同步演進。從更高帶寬，到更高效率；從單純連接，到協(xié)同計算。100G網(wǎng)卡正在成為新一代服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施中的重要一環(huán)。