NVIDIA DOCA 1.1加速應(yīng)用在DPU上的開發(fā)

NVIDIA發(fā)布NVIDIA DOCA 1.1 —— 用于BlueField DPU（全球最先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理器）的軟件框架。最新版本的NVIDIA DOCA將延續(xù)DOCA搶先體驗(yàn)計(jì)劃的強(qiáng)勁勢頭，提供更多的DOCA SDK內(nèi)容、運(yùn)行時(shí)和服務(wù)，助力開發(fā)者加速在DPU上的應(yīng)用開發(fā)。

DPU的作用在網(wǎng)絡(luò)功能和虛擬化資源的卸載、加速和隔離中越來越重要?，F(xiàn)代應(yīng)用需要將大量的網(wǎng)絡(luò)操作交給CPU來處理，這成為了在每個(gè)主機(jī)中都配備DPU的強(qiáng)動力。相比標(biāo)準(zhǔn)的CPU來言， DPU可以更快、更高效地處理所有這些虛擬化工作（如Open vSwitch（OVS）、SR-IOV、RDMA等）。此外，通過將DPU與主CPU分開運(yùn)行，提供了更高的安全性和操作隔離，并無需CPU或主機(jī)操作系統(tǒng)的參與，便可檢測并阻止惡意行為。

DOCA是釋放DPU潛力的關(guān)鍵。應(yīng)用開發(fā)者和NVIDIA技術(shù)合作伙伴能夠通過DOCA加速交付在每個(gè)數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)中的DPU上運(yùn)行的服務(wù)。DPU為網(wǎng)絡(luò)、安全、存儲和基礎(chǔ)設(shè)施管理創(chuàng)建了一個(gè)隔離的安全服務(wù)域。

DOCA 1.1版本建立在DOCA 1.0的強(qiáng)勁勢頭之上，并包含以下更新：

DOCA FLOW-LIB —— 用于網(wǎng)關(guān)性能的加速，以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間互操作性

DOCA FLOW示例應(yīng)用—— 用于URL和DNS過濾與轉(zhuǎn)發(fā)功能

加速有狀態(tài)流表（SFT）—— 用于連接追蹤功能

加速正則表達(dá)式（RegEx）—— 用于與DPI Lib進(jìn)行模式匹配

引入x86平臺上的DOCA Runtime —— 用于加速在主機(jī)x86處理器上運(yùn)行的應(yīng)用， 不必所有的業(yè)務(wù)都卸載到DPU。

根據(jù)The Linley Group首席分析師Bob Wheeler近日發(fā)布的白皮書，“FLOW-Gateway庫（基于流的網(wǎng)關(guān)庫）基于數(shù)據(jù)通路上的SFT（有狀態(tài)流量表）實(shí)現(xiàn)了一種硬件加速的網(wǎng)關(guān)。與基于DPDK的通用流的API（rte_flow）相比，該庫為過濾和分配網(wǎng)絡(luò)流量的網(wǎng)關(guān)應(yīng)用提供了更高層的抽象。深度包檢測（DPI）庫同樣結(jié)合了SFT和RegEx加速，向應(yīng)用層開放了一個(gè)上層API。它可以根據(jù)一個(gè)編譯后簽名數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)包的Payload進(jìn)行不固定搜索?！?/p>

更多關(guān)于DOCA的信息，敬請閱讀Wheeler的白皮書《基于DPU的硬件加速：軟件視角》。

DOCA軟件棧的各組成部分

下圖是關(guān)于DOCA軟件棧的基本框架：

DOCA有三個(gè)主要組成部分：驅(qū)動程序、庫和各種服務(wù)。每個(gè)組成部分都在DPU上運(yùn)行，包括BlueField和BlueField-X（一種緊耦合的DPU-GPU融合解決方案）。DOCA還包含在DPU上正式發(fā)布的或是正在開發(fā)和部署的參考應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)、安全、存儲、高性能計(jì)算/人工智能、電信和媒體等應(yīng)用。所有這些應(yīng)用都可以從CPU上卸載到DPU上，實(shí)現(xiàn)加速和隔離，從而大幅提高性能和效率，使數(shù)據(jù)中心變成一個(gè)加速的、完全可編程的、安全的且具有公有云的可擴(kuò)展性的先進(jìn)虛擬私有云。

有關(guān)DOCA各組成部分的詳細(xì)介紹，請觀看NVIDIA Ami Badani和Ariel Kit近日在2021年GTC大會上發(fā)表的題為“通過DOCA和最新的DPU軟件對數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的加速功能進(jìn)行編程”的演講。

DOCA優(yōu)點(diǎn)總結(jié)

DOCA旨在幫助開發(fā)者了解NVIDIA的愿景——打造集DPU、CPU和GPU三大支柱為一體的加速數(shù)據(jù)中心。通過DOCA，NVIDIA正在實(shí)現(xiàn)對DPU所有功能的訪問，同時(shí)簡化在DPU上創(chuàng)建新應(yīng)用或整合現(xiàn)有應(yīng)用到DPU上的操作。DOCA具有以下優(yōu)點(diǎn)：

DOCA簡化了使用DPU的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用和功能的開發(fā)與部署流程，使應(yīng)用能夠更快面市。

– 統(tǒng)一訪問所有的DPU功能：通過將所有需要的資源放在一處來加速開發(fā)，避免跟蹤開發(fā)的發(fā)散和不同的工具。

在底層DPU API構(gòu)建一個(gè)帶抽象層的上層庫：合作伙伴能夠從上層進(jìn)行集成，以實(shí)現(xiàn)快速、簡單和高性能的開發(fā)，或從底層進(jìn)行集成，以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的控制。

向前/向后兼容：使用DOCA開發(fā)意味著應(yīng)用可以在BlueField DPU的未來版本上無縫運(yùn)行，同時(shí)獲得更高的性能和擴(kuò)展性。

基于容器化服務(wù)的DPU配置和部署 ：DOCA包含用于簡化DPU設(shè)置、配置和各種服務(wù)編排的工具。

DOCA開發(fā)容器和SDK管理器——用于增強(qiáng)開發(fā)者體驗(yàn)，使您能夠在任何系統(tǒng)上運(yùn)用容器化的開發(fā)者環(huán)境創(chuàng)建最具創(chuàng)新力的應(yīng)用，并使用SDK管理器輕松升級DPU卡和移植您的運(yùn)行時(shí)應(yīng)用運(yùn)行在DPU 的 Arm核上。

發(fā)布了DOCA 1.1版本之后，NVIDIA還將繼續(xù)為DOCA庫、驅(qū)動程序和服務(wù)添加應(yīng)用實(shí)例，助力于廣泛的網(wǎng)絡(luò)、存儲、安全和基礎(chǔ)設(shè)施管理用例等應(yīng)用的開發(fā)。

此外，NVIDIA還將與其生態(tài)系統(tǒng)伙伴合作，提供聯(lián)合解決方案以不斷地推動這一強(qiáng)勁勢頭，首個(gè)解決方案即將面世。這個(gè)由DOCA/DPU合作伙伴和搶先體驗(yàn)開發(fā)者組成的生態(tài)系統(tǒng)正在迅速壯大，使客戶能夠接觸到行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者一流的網(wǎng)絡(luò)、安全和存儲解決方案。

關(guān)于作者

Scott Ciccone 于 2020 年作為 Cumulus Networks 收購的一部分加入后，目前擔(dān)任 NVIDIA 的產(chǎn)品營銷總監(jiān)。 Scott 在產(chǎn)品營銷和產(chǎn)品管理方面擁有 20 多年的經(jīng)驗(yàn)，擅長在高增長環(huán)境下啟動新的業(yè)務(wù)線，包括 Cumulus Networks ， Palo Alto Networks 、 Cisco 和 Sun Microsystems 。斯科特在羅切斯特理工學(xué)院獲得生物醫(yī)學(xué)計(jì)算學(xué)士學(xué)位，在巴布森學(xué)院獲得市場營銷工商管理碩士學(xué)位。

審核編輯：郭婷