ODCC：P4超融合网关技术白皮书（2022）（97页）.pdf

1、1P4 超融合网关技术白皮书ODCC-2022-0300C分布式存储技术与产业分布式存储技术与产业分析报告分析报告编号 ODCC-2022-0300CP4 超融合网关技术白皮书开放数据中心标准推进委员会开放数据中心标准推进委员会2022-09 发布发布IP4 超融合网关技术白皮书ODCC-2022-0300C版权版权声声明明ODCC（开放数据中心委员会）发布的各项成果，受著作权法保护，编制单位共同享有著作权。转载、摘编或利用其它方式使用 ODCC 成果中的文字或者观点的，应注明来源：“开放数据中心委员会 ODCC”。对于未经著作权人书面同意而实施的剽窃、复制、修改、销售、改编、汇编和翻译出版等

2、侵权行为，ODCC 及有关单位将追究其法律责任，感谢各单位的配合与支持。IIP4 超融合网关技术白皮书ODCC-2022-0300C编制说明编制说明本白皮书在撰写过程中得到了多家单位的大力支持，在此特别感谢以下参编单位和参编人员：参编单位（排名不分先后）：中国信通院（云大所）、阿里、腾讯、百度、美团、京东、中国移动研究院、思科、INTEL、星融元、思博伦参编人员（排名不分先后）：汤明、谭海洋、尹双双、李兆耕、龚志敏、王佩龙、黄淮、李力，董玢，刘松林、金可、李志强，姚柯翰、蒋星、茅新民、万俊君、徐志骏、李嘉明、周刚、康海涛、丁晓燕、孙金超、胡波，袁永轲、赵隽琪、王少鹏、孙聪IIIP4 超融合网关

3、技术白皮书ODCC-2022-0300C前言前言P4 可编程领域现状可编程领域现状P4网络可编程技术已经成为业界广泛使用的一种可编程芯片技术。基于 P4可编程芯片技术的应用在各大互联网公司也已逐步承载海量业务流量，在解决网络高带宽，低时延，快速迭代和易运维的多种诉求中，扮演了重要角色。P4 网络可编程技术以其开放，透明，生态等特点吸引众多学术界和工业界的持续重点关注。在全球领域，无论是 P4语言标准，P4TARGETS（交换芯片，网卡，模拟器软件等等），ODM 厂商，或者科研机构都发展迅速，各大知名公司等都纷纷入场，围绕 P4 可编程的各种应用，更是百花齐放，生态体系越来越成熟，如图 1所示，

4、来源 ONF。图 1 P4 可编程生态P4超融合网关技术随着超大型数据中心云，分布式小型云为代表的不同场景的网络应用，网络技术的发展也趋向于两种细分领域。IVP4 超融合网关技术白皮书ODCC-2022-0300C一是以超大型数据中心为代表的中心云，其核心诉求通常是高带宽，低时延的极致网络诉求。二是以小规模数据中心为代表的边缘云，其核心诉求通常是低成本，功能全的综合网络诉求。图 2 小规模数据中心在大型数据中心中，服务器规模通常可达上万台，多种网元功能角色（各种网元如 SLB，NAT，SWITCH 等等）通常分布在不同的资源池，而网络的整体衔接通过网络架构的方式连接起来。由于服务器规模较大，网

5、络整体的成本消耗占比通常很小，通常可以忽略，通过网络架构的设计保障了网络的高效协同。但在小型数据中心中，服务器规模可能小至几十台。如果仍然采用复杂的物理网络架构将分散的网元功能协同在一起，网络的整体成本消耗占比会非常高，甚至可能出现一个节点总成本中有一半以上在处理网络消耗。而小型数据中心通常节点众多，使得这一问题越发严峻，成为不可忽视的问题，业界急需一种新型的低成本综合网络解决方案。随着各大公司对 P4可编程芯片技术的深入研究和大量工程落地，以及成熟生态体系，一种新型的超融合网关技术应运而生，P4 超融合网关技术旨在通过VP4 超融合网关技术白皮书ODCC-2022-0300CP4可编程芯片技

6、术为核心，融合多种网元功能于一体，利用软硬件一体化技术，较好的解决此类问题，如图 3所示为一种超融合网关使用示意图。图 3 超融合网关本文由多家知名公司合力编写，将分别从单体网元维度，超融合网关融合场景应用维度，测试维度，以及 P4 变成通道等方面分别阐述 P4 超融合网关技术。VIP4 超融合网关技术白皮书ODCC-2022-0300C目录目录版权声明.I编制说明.II前言.III一、参考资料.1二、缩略术语.1三、P4 单体网元设计与研发.1（一）网元一:SLB 网元.21 背景说明.22 概要设计.23 详细设计.3（二）网元二：NAT 网元.81 背景说明.82 概要设计.83 详细设