[發明專利]一種提高智能網卡/DPU網絡遙測技術性能的方法

有效

• 申請號: 202111107438.6
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113810791B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 閻燕;莊建林
• 申請（專利權）人: 浙江銳文科技有限公司
• 主分類號: H04Q9/00
• 分類號: H04Q9/00;H04L69/22;H04L41/22;G06F13/40;G06F13/28;H04L69/06
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 張榮鑫

本發明提出了一種提高智能網卡/DPU網絡遙測技術性能的方法，具體包括如下步驟：S1、在網絡報文的特定位置插入INT的包頭并將其轉發至后續的交換節點；S2、網絡報文每到一個交換節點時，插入INT的內容，形成INT的網絡報文；S3、將INT網絡報文轉發至智能網卡/DPU終端，通過智能網卡/DPUINT處理模塊進行處理；S4、服務器端通過讀取根據反向匹配查找出INT的包頭，再通過拆解特定數據包得到INT的內容，傳送給INT分析服務器；S5、INT分析服務器對得到的內容進行分析并進行可視化呈現。通過數據解析及提取模塊對帶有INT的網絡報文進行拆解得到INT的包頭和INT的內容，并根據上述INT包頭及INT信息數據的不同特點，對他們進行分別處理，從而達到降低INT信息對PCIe帶寬的占用。

技術領域

本發明涉及網絡遙測技術領域，特別涉及一種提高智能網卡/DPU網絡遙測技術性能的方法。

背景技術

隨著5G及物聯網業務的大規模應用和用戶規模的不斷增長，網絡呈現出大吞吐量、大接入量，變化多樣的特點。傳統網絡監控方式不能匹配現有網絡的需求和挑戰。因此，網絡管理者迫切需要顛覆傳統網絡監測及故障排除方法，提出能夠應對網絡狀態測量、網絡失效檢測、故障定位與恢復等場景用例的實時靈活的測量解決方案。

P4: 可編程數據平面。在傳統網絡中，網絡設備對于用戶是黑盒，數據平面和控制平面封閉在黑盒內，不方便網絡管理和維護；軟件定義網絡的出現把數據平面和控制平面分開，控制平面得以統一，然而還是存在數據平面固化，需要跟軟件定義網絡協議的升級而升級的問題；P4是一種語言，可以用這種語言來編程數據平面，可以實現更靈活的數據平面編程化。

DPU：數據處理器，對標CPU（中央處理器），GPU（圖像處理器）而來，主要處理網絡及存儲相關的網絡加速。隨著網絡吞吐量及接入量的大幅增加，網絡報文處理的壓力匯聚到了服務器端，隨著帶寬的增加，10GbE到25GbE，網絡需要多個CPU核參與處理，而這就不得不影響CPU正在處理的業務，用智能網卡來協助CPU處理網絡報文可以釋放CPU資源。而DPU為智能網卡的升級版，可以在智能網卡基礎上也同時卸載了網絡及存儲負荷，讓CPU可以參與更多業務。

網絡遙測技術（INT）：實現一種不需要網絡控制平面干預，網絡數據平面收集和報告網絡狀態的框架。基于P4的出現，網絡遙測通過P4使能的數據平面可編程性，通過P4在端到端（基于P4的智能網卡/DPU）以及交換機的數據平面中在普通的網絡報文內插入INT的狀態數據，如圖1所示，并在終端（基于P4的智能網卡/DPU）提取出來，從而分析整個網絡路徑各個節點的擁塞及健康狀態。

參閱圖1，傳統的網絡遙測的數據包處理流程如下：

1、從智能網卡/DPU端，根據遙測任務的需要，在普通網絡報文的特定位置插入INT包頭；

2、此后，在每到一個交換節點時，網絡遙測模塊通過 在交換機上設置的采樣方式，根據遙測任務的需要在特定位置插入INT內容；

3、網絡報文轉發到INT終端（智能網卡/DPU），通過PCIe/DMA （PCIe總線及直接存儲訪問）的方式，把整個網絡報文（包括INT信息）傳送給服務器端。提取全部遙測信息，并通過GRPC（通訊協議）方式傳送給INT分析服務器；

4、遙測服務器對INT數據進行分析并進行可視化呈現。

傳統的基于P4的智能網卡（DPU）網絡遙測報文的數據提取通常通過使用DMA搬運整個網絡報文（包括網絡遙測數據）到服務器內存的方式實現的，然而服務器端PCIe的帶寬有限，當需要把網絡遙測數據上報，會影響本身的數據包的帶寬，導致有效吞吐量降低。如果以以太網最小包64B包為例，INT包頭8個字節，每個節點插入8B，如果經過7個節點，需要插入64B，相當于最小包包長，有效帶寬性能降低一半。