——DPU打造ICT深度融合的未來網(wǎng)絡(luò)

DPU，仿佛一夜之間紅遍大街小巷，大有在信息領(lǐng)域與CPU分庭抗禮之勢，時(shí)下DPU正處在一個(gè)春秋戰(zhàn)國的時(shí)代，各大互聯(lián)網(wǎng)廠商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商、芯片設(shè)計(jì)廠商等均根據(jù)自己的理解來闡釋自己的DPU產(chǎn)品，以期望在未來的產(chǎn)業(yè)大格局中分得一杯羹。

01DPU到底是個(gè)啥？

首先，它是一個(gè)全新的概念，而且圍繞這個(gè)新概念仿佛業(yè)界還沒有達(dá)成清晰統(tǒng)一的共識(shí)。

但是不可否認(rèn)的是，DPU的出現(xiàn)打破了原有的CPU和網(wǎng)卡主導(dǎo)的主機(jī)側(cè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系，使得網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理有最大的可能從CPU的負(fù)擔(dān)中獨(dú)立出來，這也是這個(gè)全新的概念最有價(jià)值的地方，它的出現(xiàn)可能會(huì)向當(dāng)年的SDN一樣給網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)帶來深刻的變革，當(dāng)然現(xiàn)階段還只是處在整個(gè)改變的前期。 其次，它應(yīng)該是一個(gè)具有專門數(shù)據(jù)處理能力的硬件芯片，可以類似協(xié)處理器一樣來分擔(dān)原有架構(gòu)中CPU和網(wǎng)卡的部分功能，這一點(diǎn)在當(dāng)前業(yè)界所有的DPU產(chǎn)品中都是基本統(tǒng)一的。從某種角度上，DPU具有原來智能網(wǎng)卡的部分影子，不同的是做為一款服務(wù)器設(shè)備上的芯片，它的重要程度已經(jīng)從原來的網(wǎng)卡級別提高到對齊CPU而已。 最后，也是最重要的，DPU到底能做什么？僅就目前這個(gè)階段，主要做為卸載CPU在網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、安全領(lǐng)域的算力消耗，以更加專用的芯片來更高效地實(shí)現(xiàn)原有相關(guān)功能。當(dāng)然，在現(xiàn)階段各個(gè)DPU產(chǎn)品在路線和功能上還都處于應(yīng)用探索階段，百家爭鳴的背景下暫時(shí)還沒有哪個(gè)廠商憑借優(yōu)秀的技術(shù)能力和與關(guān)鍵需求的完美契合完成這個(gè)江湖的統(tǒng)一。

02DPU是IT產(chǎn)品還是CT產(chǎn)品，

或者其他？

為什么會(huì)有這么一個(gè)問題？或許是因?yàn)樽髡弑旧硎且粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的從業(yè)人員，從網(wǎng)絡(luò)的視角，更傾向于DPU是一個(gè)末端的網(wǎng)絡(luò)處理單元，DPU的加入可能會(huì)給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶來一種新的變革。如果DPU僅僅做為一款I(lǐng)T芯片，只是把原有通用代碼實(shí)現(xiàn)的能力在專用硬件上重新完成一遍，那么它的創(chuàng)新空間不足以與其DPU的名號想匹配，更重要的是其應(yīng)用場景必然會(huì)受到限制，無法真正完成對標(biāo)CPU的宏大愿景。

在作者看來，DPU更應(yīng)該是一個(gè)ICT融合的產(chǎn)品，它的出現(xiàn)會(huì)可能給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系帶來一定的變革，無論是芯片架構(gòu)層面，還是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層面，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面，都可能隨著這樣一個(gè)新產(chǎn)品的加入帶來新的發(fā)展機(jī)遇，被DPU的引入而誕生新的活力。

03沒有DPU的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)

目前遇到哪些問題

近幾年，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)在SDN和Overlay技術(shù)的加持下，已經(jīng)逐步在實(shí)現(xiàn)了第一階段的ICT化，在部署了SDN之后，業(yè)務(wù)層的IP地址分配變得向IT一樣靈活，而傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)僅僅做為underlay，可以長期地保持不變，這一技術(shù)很好地平衡了IT業(yè)務(wù)軟件的靈活性和CT網(wǎng)絡(luò)的配置復(fù)雜性，在實(shí)際應(yīng)用中獲得了認(rèn)可，不知道有多少人還記得那個(gè)需要人工根據(jù)網(wǎng)絡(luò)掩碼計(jì)算來給業(yè)務(wù)分配網(wǎng)段地址的時(shí)代。云計(jì)算與SDN網(wǎng)絡(luò)的深度結(jié)合真正意義上實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)配置和變更的自動(dòng)化，網(wǎng)絡(luò)部署從原有數(shù)周的人工調(diào)試周期縮短到幾個(gè)小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)接口調(diào)用，大大提高了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)速度，然而這好像又遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

就目前的行業(yè)狀況來看，網(wǎng)絡(luò)的配置效率極大的提高，但是相應(yīng)地網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維和管理效率仍然還有很大的可提升空間，SDN實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)高效地配置和變更，但是在網(wǎng)絡(luò)故障處理、運(yùn)維等領(lǐng)域，卻面臨著巨大的挑戰(zhàn)，在現(xiàn)實(shí)的運(yùn)維環(huán)境中，往往是業(yè)務(wù)系統(tǒng)優(yōu)先于網(wǎng)絡(luò)感知到業(yè)務(wù)中斷或者丟包等問題，然后反向推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)人員專線式的排查解決，而做為智能網(wǎng)絡(luò)的自身，雖然業(yè)界在廣域網(wǎng)領(lǐng)域也提出了iFit等隨流丟包檢測的機(jī)制的嘗試，但是在具體的數(shù)據(jù)中心內(nèi)卻是沒有一個(gè)整體上的應(yīng)用數(shù)據(jù)包監(jiān)控系統(tǒng)，這在運(yùn)維應(yīng)用中會(huì)帶來CT領(lǐng)域和IT領(lǐng)域故障界定的困難，尤其是針對偶發(fā)性的復(fù)雜故障。換句話說，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備目前沒有針對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包傳輸結(jié)果自證清白的能力，一旦網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，即業(yè)務(wù)側(cè)報(bào)告的問題，網(wǎng)絡(luò)側(cè)不能給出強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)來證明：這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文已經(jīng)從A地址成功傳輸?shù)搅薆地址，其他的問題屬于非網(wǎng)絡(luò)范疇；或者某個(gè)數(shù)據(jù)包沒有正常傳輸?shù)綉?yīng)到的地址，需要對某個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或者鏈路來分析丟包的原因。

04DPU的引入或許能給

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)帶來技術(shù)變革

可以構(gòu)想，當(dāng)DPU做為一個(gè)重要的網(wǎng)元與SDN控制器進(jìn)行交互之后，整個(gè)控制器視角下的網(wǎng)絡(luò)將與原有的網(wǎng)絡(luò)完全不同。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)僅做為一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和轉(zhuǎn)發(fā)，離業(yè)務(wù)和應(yīng)用的數(shù)據(jù)包發(fā)送更遠(yuǎn)，一旦網(wǎng)絡(luò)報(bào)告故障，僅僅網(wǎng)絡(luò)設(shè)備甚至無法做到故障線路數(shù)據(jù)報(bào)文的重發(fā)，因?yàn)檫@一部分是業(yè)務(wù)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的范疇，SDN控制器下轄的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備沒有這種關(guān)鍵的測試能力，這種割裂同樣也給網(wǎng)絡(luò)問題定位增加了困難，做過研發(fā)的人都知道，通過應(yīng)用復(fù)現(xiàn)問題是解決問題的關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，雖然當(dāng)前控制器控制了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，但是缺乏對諸如DPU類的端網(wǎng)元的有效管控，網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用沒有一個(gè)共識(shí)的接口和契約的前提下，網(wǎng)絡(luò)全局控制設(shè)備在架構(gòu)上就無法構(gòu)建成一個(gè)自洽的問題處理系統(tǒng)，因此網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化故障分析、定位和處理等技術(shù)都處在一個(gè)極其緩慢的發(fā)展階段。

如果DPU設(shè)備可以成為一個(gè)清晰的CT與IT的分界設(shè)備，比如它能夠清晰地記錄IT對CT交付了哪些數(shù)據(jù)包，CT對IT交付了哪些數(shù)據(jù)包，再結(jié)合全局控制器或者分析器介入的數(shù)據(jù)中心場景，網(wǎng)絡(luò)故障的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和處理就可以成為切實(shí)的可能。通過DPU對IT和CT的有機(jī)結(jié)合和清晰界定，對于IT類故障和CT類故障能夠給出一個(gè)明確的、具有事實(shí)數(shù)據(jù)為依據(jù)故障范圍界定，能夠有效地減少在信息不充足的黑盒背景下，錯(cuò)誤地將故障排查范圍擴(kuò)大而造成的資源浪費(fèi)，對于快速有效的故障界定具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中DPU做為一個(gè)關(guān)鍵的邊界網(wǎng)元加入整個(gè)控制器下的統(tǒng)一管控網(wǎng)絡(luò)，不僅僅會(huì)刷新控制器的架構(gòu)體系，同時(shí)也對整個(gè)全局可控可分析網(wǎng)絡(luò)注入了新的活力，進(jìn)而提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化運(yùn)維能力。網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維自動(dòng)化能力本質(zhì)上就是一種CT設(shè)備的IT化能力，或許它就是ICT融合的下一個(gè)階段，會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)的未來變得更適應(yīng)于IT應(yīng)用的靈活需求，走向ICT的更進(jìn)一步的融合，或許DPU僅僅只是一個(gè)開始。

審核編輯 ：李倩