データセンターの進化における次の段階では、単なる性能向上以上のものが求められます。ソフトウェアとハードウェア間でネットワークワークロードをインテリジェントに分散できるインフラストラクチャが必要です。Open vSwitchは運用上の俊敏性を提供しますが、高帯域幅トラフィックをソフトウェア処理のみで維持すると、システム効率が制限される可能性があります。
iW-Fibre SmartNICは、FPGAによるアクセラレーションをデータパスに統合することで、ネットワーク性能をワークロードの要求に合わせて調整する適応型実行フレームワークを実現し、最新の仮想化環境に最適化されたスケーラブルなアーキテクチャを提供します。
インテリジェントなオフロード戦略：重要な場面での精密な高速化
iW -Fibre SmartNICは、ワークロード認識型のアクセラレーションモデルを採用しており、パケット処理をソフトウェアとハードウェア間でインテリジェントに分散します。
- 高帯域幅で予測可能なデータフローは、FPGAの高速パスで処理されます。
- 動的トラフィックおよびポリシー主導型トラフィックは、引き続きOVSの管理下に置かれます。
- リソースは、リアルタイムのトラフィック状況に基づいて最適化されます。
この選択的オフロードフレームワークは、ハードウェア速度での実行とソフトウェア定義のインテリジェンスを組み合わせることで、効率性、拡張性、および予測可能なパフォーマンスを向上させます。
iW-FiberハイブリッドOVSアーキテクチャ
iW -Fibre SmartNICは、ソフトウェア定義ネットワークのインテリジェンスとFPGAによるパケット処理の高速化を組み合わせたハイブリッドOVSアーキテクチャを実装しています。
OVSは、ブリッジ構成、フローオーケストレーション、ポリシー適用、および仮想化サービスを引き続き管理します。フローが高速化に適していると判断されると、対応する転送ルールがFPGAデータパスにオフロードされ、後続のパケットはソフトウェア処理をバイパスできるようになります。
このアーキテクチャは、Open vSwitchの運用上の柔軟性と可視性を維持しながら、CPUのオーバーヘッドを削減します。
図：OvSアーキテクチャ
| OvSコントロールプレーン | FPGAアクセラレーションデータプレーン |
|---|---|
| フローライフサイクル管理 | オフロードされたフローエントリの実行 |
| 政策の執行と調整 | 高速パケット転送 |
| オーケストレーションおよび管理フレームワークとの連携 | ハードウェアベースのフィルタリング、計測、およびトンネリング |
| 最初のパケット処理とルール作成 | DMAとキューによる効率的なパケット転送 |
この分割プレーン設計により、各コンポーネントが最も効果的な場所で動作することが可能になり、高度に最適化されたネットワーク環境が実現します。
OVS統合とオフロード有効化
# OVSブリッジを作成する
ovs-vsctl add-br br0
# SmartNICインターフェースを追加
ovs-vsctl add-port br0 p0
# ハードウェアオフロードを有効にする
ovs-vsctl set Open_vSwitch . other_config:hw-offload=true
# フローオフロードを確認する
ovs-appctl dpctl/dump-flows
パフォーマンス評価
図： G35-XFibre-100G上で高速トラフィック条件下における40Gbps Open vSwitchメータリングテストの結果を示しています。観測されたメータ統計は、帯域幅の強制適用が成功したことを示しており、設定されたしきい値を超えるトラフィックは選択的に破棄され、しきい値に準拠したトラフィックは通常どおり転送されています。
定量化されたパフォーマンスの向上
| メトリック | ソフトウェアのみのOVS | iW-FibreハイブリッドOvSアーキテクチャ |
|---|---|---|
| スループット | CPUの制約 | ほぼラインレート |
| レイテンシ | 変数 | 決定論的で低 |
| CPU使用率 | ハイ | 大幅に削減 |
| 拡張性 | 追加のCPUスケーリングが必要 | ハードウェア支援型成長 |
パフォーマンスをビジネス上の優位性へと転換する
- コンピューティング効率の最大化： パケット処理をオフロードすることで、CPUリソースをアプリケーションに解放し、ワークロード密度を向上させることができます。
- 将来を見据えたインフラストラクチャ: FPGAのプログラマビリティにより、進化するプロトコルやネットワーク要件にシームレスに対応できます。
- セキュリティと隔離の強化： ハードウェアによるポリシー適用は、より強力なネットワーク分離と保護を提供する。
- 最適化された運用経済性： 資源利用率の向上と間接費の削減は、インフラコストの低減に貢献する。
導入から測定可能な価値へ
iW-FibreハイブリッドOVSアーキテクチャは、クラウド、エンタープライズ、NFV、エッジ環境全体にわたり、ソフトウェア定義のインテリジェンスとFPGAアクセラレーションを組み合わせることで、高性能な仮想ネットワークのための拡張性の高いパフォーマンス、効率的なリソース利用、インフラストラクチャへの適応性を実現します。
iW-Fiber SmartNICに関する詳細については、mktg@iwave-global.comまでお問い合わせください。
