云計算及物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)趨勢

　　數(shù)據(jù)大爆發(fā)的時代背景下，云計算承載的業(yè)務(wù)規(guī)模呈現(xiàn)指數(shù)級增長，軟件和硬件的結(jié)合成為剛需;云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)也在蓬勃發(fā)展，短短十年間，就從1G，10G，25G發(fā)展到了100G、200G，且依舊快速發(fā)展;

　　多地域內(nèi)網(wǎng)互通、云下IDC和云上網(wǎng)絡(luò)互通、混合云構(gòu)建需求大規(guī)模增長，推動云網(wǎng)絡(luò)持續(xù)創(chuàng)新，即云網(wǎng)絡(luò)從簡單VPC隔離向彈性IP、負(fù)載均衡、防火墻、路由計算等;

　　5G IoT場景下，邊緣計算快速發(fā)展，邊緣計算網(wǎng)關(guān)也成為剛需。

　　云計算及物聯(lián)網(wǎng)關(guān)趨勢與需求

　　云計算網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，使得云及物聯(lián)網(wǎng)關(guān)面臨巨大挑戰(zhàn)：

　　云網(wǎng)絡(luò)Gateway承載的公網(wǎng)/專線/跨Region VPC流量極劇增長，且流量突發(fā)增強;

　　傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)性能不足，功能臃腫難快速迭代，互聯(lián)交換哈希和路由收斂能力不足，基于DPDK的X86集群面臨單核性能問題，無法應(yīng)對大流量和攻擊流量，擴容速度和集群負(fù)載不均頻繁出現(xiàn)，成為業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸之一;

　　云網(wǎng)絡(luò)Gateway需要的個性功能增多，傳統(tǒng)的MIPS多核網(wǎng)關(guān)以及X86架構(gòu)下的DPDK集群支持能力弱，而且熱啟動能力差;

　　邊緣節(jié)點機房空間和能耗有線，難以承載多種網(wǎng)關(guān)和交換路由服務(wù)器等產(chǎn)品;

　　云計算基礎(chǔ)設(shè)施及業(yè)務(wù)快速發(fā)展下，推動云及物聯(lián)網(wǎng)關(guān)Gateway當(dāng)前向著軟硬一體化發(fā)展，對云網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)關(guān)的功能及性能提出更具體的要求：

　　高度虛擬化，提供混合云和跨地域網(wǎng)絡(luò)，滿足海量分支&移動端的無縫入云服務(wù)的需求;

　　云原生化，公網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、專線網(wǎng)關(guān)、NAT網(wǎng)關(guān)、L4/L7 LB、主機AVS、Private-Link等需求日益增加，需極強的彈性伸縮能力;

　　自動化能力，通過服務(wù)方式提供云網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實現(xiàn)云網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)編排和自動化配置服務(wù);

　　高性能化，公網(wǎng)帶寬、基礎(chǔ)網(wǎng)關(guān)硬件化、智能網(wǎng)卡、云網(wǎng)絡(luò)底層網(wǎng)絡(luò)資源、高性能低延時網(wǎng)絡(luò)需求增加。

　　微軟亞洲研究院在約2009年啟動了ServerSwitch項目，將商用的交換機芯片和服務(wù)器通過高帶寬的PCI-E接口連接起來，充分挖掘交換芯片和CPU的可編程能力，為數(shù)據(jù)中心架構(gòu)實現(xiàn)高性能可編程的轉(zhuǎn)發(fā)引擎，以此為基礎(chǔ)發(fā)表的論文獲得2011年計算機系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的頂級會議USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation (NSDI)最佳論文獎，此為ServerSwith的雛形。

　　業(yè)界第一款基于Protocol Independent Switch Architecture互聯(lián)網(wǎng)可編程交換芯片Barefoot Tofino的出現(xiàn)，通過客戶可定制的轉(zhuǎn)發(fā)邏輯和動態(tài)分配的表項資源，以高性能高可靠高靈活性的轉(zhuǎn)發(fā)組合，為ServerSwitch的發(fā)展提供了肥沃的土壤。

　　云網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)用場景及H3C的努力

　　云網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)初期采用物理服務(wù)器和基于DPDK的軟件進行構(gòu)建，尤其在摩爾定律失效的情況下，對流量訴求急劇增加，并對安裝部署、交付運維、成本Capex和Opex、功耗等也帶來了不利影響。因此，軟硬一體化成為必然選擇，采用高性能CPU、百G或T級別內(nèi)存、超大存儲，及高性能處理卡如多FPGA或多GPU、高性能交換芯片，云計算及物聯(lián)網(wǎng)軟硬一體化網(wǎng)關(guān)主要應(yīng)用在以下場景：

　　云網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)高性能安全接入場景，提供高性能網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，為用戶數(shù)據(jù)中心或office訪問公有/私有云提供通道，提供加密低延時無抖動訪問隧道、防火墻/NAT、和負(fù)載均衡能力，并為特殊計算業(yè)務(wù)提供GPU和FPGA計算能力;

　　云內(nèi)跨地域通信或邊緣數(shù)據(jù)中心專線場景，比如為華北Region的可用區(qū)和華南Region的可用區(qū)之間、數(shù)據(jù)中心與邊緣計算節(jié)點之間提供共享的T級大帶寬及高質(zhì)量通道;

　　數(shù)據(jù)中心出口流量智能調(diào)度場景，提供彈性IP能力，通過優(yōu)化轉(zhuǎn)發(fā)邏輯pipeline和表項格式為跨區(qū)業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)QoS及百萬甚至千萬級查表能力，智能編排和調(diào)度特殊業(yè)務(wù)，并提供T級包含各種網(wǎng)絡(luò)流信息的日志;

　　云數(shù)據(jù)中心內(nèi)分布式轉(zhuǎn)發(fā)，提供裸金屬機和公有云VXLAN封裝解封裝能力，并提供租戶隔離、一致性哈希、ARP代理等功能，支持?jǐn)?shù)據(jù)分片和版本灰度發(fā)布能力等。

　　當(dāng)前，H3C正在與一些互聯(lián)網(wǎng)客戶進行Serverswith云網(wǎng)絡(luò)邊緣網(wǎng)關(guān)的合作研發(fā)，借助業(yè)界開源的ONL系統(tǒng)或Sonic網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)軟件，基于Barefoot Tofino/Tofino2芯片和高性能多核X86 CPU為提供超大帶寬轉(zhuǎn)發(fā)能力和高性能通用算力，搭載多GPU/FPGA芯片及大容量存儲介質(zhì)提供數(shù)據(jù)多元計算能力及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)存儲能力，打造新一代大TB級高速可編程網(wǎng)關(guān)。