ODCC：运营商智能网卡需求场景白皮书（2022）（23页）.pdf

1、1运营商智能网卡需求场景白皮书ODCC-2022-05002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-2022-05002运营商智能网卡需求场景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2022-04 发布发布I运营商智能网卡需求场景白皮书ODCC-2022-05002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

2、版等侵权行为，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。II运营商智能网卡需求场景白皮书ODCC-2022-05002编制说明编制说明本报告由中国移动通信研究牵头撰写，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）：中国移动通信研究院、中国电信研究院、锐捷网络股份有限公司、中兴通讯股份有限公司、华为技术有限公司、弘协网络科技（北京）有限责任公司参编人员（排名不分先后）：王瑞雪，秦凤伟、吴林泽、吴航、阎松明、赵宝鑫、郭力军、刘红巧、曾宏宽项目经理：王瑞雪 III运营商智能网卡需求场景白皮书ODCC-2022-05002前言前言

3、数据中心作为数字经济领域基础设施，成为 5G、人工智能、大数据等新兴信息技术应用的核心载体。算力时代，数据中心从聚集业务弹性伸缩灵活部署向聚焦超大规模、多样性的数据处理转变，提升单位时间单位能耗下的运算能力及质量成为核心诉求。业务快速发展驱动数据中心网络向高带宽和新型网络协议发展，数据增长驱动网卡端口速率从 10G快速向 25G和 100G+演进，由于摩尔定律放缓，CPU算力增长无法匹配 IO 数据带宽增长的需求。同时边缘计算及虚拟化技术的发展不断驱动运营商核心设备云化部署，给算力资源处理效率带来巨大挑战。由于CPU不适合处理大量并行固定模式的计算，导致算力资源消耗与网络及业务性能提升难成比例

4、，将这些服务卸载在专用硬件的需求迫在眉睫。网卡作为连通算力资源和网络的核心部件，成为最理想的卸载位置。智能网卡是一种专注于加速网络、存储、安全等业务的专用处理器，除具备标准网卡的数据转发能力外，还引入网络加速、硬件卸载以及可编程能力，支持将不适合主机 CPU处理的高性能数据处理卸载到硬件芯片执行，提升业务处理性能，充分释放算力资源。由于时间仓促，水平所限，错误和不足之处在所难免，欢迎各位读者批评指正。如有意见或建议请联系 。IV运营商智能网卡需求场景白皮书ODCC-2022-05002目录目录版权声明.I编制说明.II前言.III一、智能网卡产业现状分析.1（一）智能网卡类型.1（二）智能网卡

5、产业及应用情况.2二、运营商引入智能网卡场景分析.3（一）OVS 卸载.3（二）弹性裸金属.5（三）存储卸载.6（四）虚拟网元业务加速.71 vDPI.82 vFW.83 vLB.9（五）高性能无损网络.11（六）端到端可视化运维能力卸载.12三、总结与展望.13（一）标准化现状及推进思路.13（二）国产化现状及推进思路.14（三）业务需求差异性与网卡通用性的取舍博弈.14四、参考文献.15V运营商智能网卡需求场景白皮书ODCC-2022-05002五、缩略词.16一、一、智能网卡产业现状分析智能网卡产业现状分析智能网卡经过多年探索与实践，应用场景及产业发展前景已逐渐清晰，但智能网卡的技术架构

6、仍然处在发展完善之中，包括上游的芯片厂家推出不同芯片解决方案，中游的智能网卡厂家针对不同的应用场景开发了不同的智能网卡产品，提出了在不同场景下的解决方案。（一）（一）智能网卡类型智能网卡类型智能网卡一方面受计算平台芯片产业发展的影响，另一方面也受到智能网卡市场需求推动，目前衍生了不同的技术架构。其中主要有 SoC、FPGA、NP、ASIC 四种基本类型。SoC：SoC 是广泛采用多核 CPU 片上系统，具有较高的性价比和非常强的编程灵活性，但存在功耗高、转发性能低的劣势。SoC 提供了性能和可操控性的平衡，可用于各种场景的功能卸载。FPGA：FPGA 被广泛用于各种网络、通信设备中，具有很好的