——DPU打造ICT深度融合的未來網(wǎng)絡

DPU，仿佛一夜之間紅遍大街小巷，大有在信息領域與CPU分庭抗禮之勢，時下DPU正處在一個春秋戰(zhàn)國的時代，各大互聯(lián)網(wǎng)廠商、網(wǎng)絡設備廠商、芯片設計廠商等均根據(jù)自己的理解來闡釋自己的DPU產(chǎn)品，以期望在未來的產(chǎn)業(yè)大格局中分得一杯羹。

01DPU到底是個啥？

首先，它是一個全新的概念，而且圍繞這個新概念仿佛業(yè)界還沒有達成清晰統(tǒng)一的共識。

但是不可否認的是，DPU的出現(xiàn)打破了原有的CPU和網(wǎng)卡主導的主機側網(wǎng)絡架構體系，使得網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理有最大的可能從CPU的負擔中獨立出來，這也是這個全新的概念最有價值的地方，它的出現(xiàn)可能會向當年的SDN一樣給網(wǎng)絡架構帶來深刻的變革，當然現(xiàn)階段還只是處在整個改變的前期。 其次，它應該是一個具有專門數(shù)據(jù)處理能力的硬件芯片，可以類似協(xié)處理器一樣來分擔原有架構中CPU和網(wǎng)卡的部分功能，這一點在當前業(yè)界所有的DPU產(chǎn)品中都是基本統(tǒng)一的。從某種角度上，DPU具有原來智能網(wǎng)卡的部分影子，不同的是做為一款服務器設備上的芯片，它的重要程度已經(jīng)從原來的網(wǎng)卡級別提高到對齊CPU而已。 最后，也是最重要的，DPU到底能做什么？僅就目前這個階段，主要做為卸載CPU在網(wǎng)絡、存儲、安全領域的算力消耗，以更加專用的芯片來更高效地實現(xiàn)原有相關功能。當然，在現(xiàn)階段各個DPU產(chǎn)品在路線和功能上還都處于應用探索階段，百家爭鳴的背景下暫時還沒有哪個廠商憑借優(yōu)秀的技術能力和與關鍵需求的完美契合完成這個江湖的統(tǒng)一。

02DPU是IT產(chǎn)品還是CT產(chǎn)品，

或者其他？

為什么會有這么一個問題？或許是因為作者本身是一個網(wǎng)絡技術的從業(yè)人員，從網(wǎng)絡的視角，更傾向于DPU是一個末端的網(wǎng)絡處理單元，DPU的加入可能會給整個網(wǎng)絡帶來一種新的變革。如果DPU僅僅做為一款IT芯片，只是把原有通用代碼實現(xiàn)的能力在專用硬件上重新完成一遍，那么它的創(chuàng)新空間不足以與其DPU的名號想匹配，更重要的是其應用場景必然會受到限制，無法真正完成對標CPU的宏大愿景。

在作者看來，DPU更應該是一個ICT融合的產(chǎn)品，它的出現(xiàn)會可能給整個網(wǎng)絡體系帶來一定的變革，無論是芯片架構層面，還是網(wǎng)絡協(xié)議層面，數(shù)據(jù)轉發(fā)層面，都可能隨著這樣一個新產(chǎn)品的加入帶來新的發(fā)展機遇，被DPU的引入而誕生新的活力。

03沒有DPU的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡

目前遇到哪些問題

近幾年，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡在SDN和Overlay技術的加持下，已經(jīng)逐步在實現(xiàn)了第一階段的ICT化，在部署了SDN之后，業(yè)務層的IP地址分配變得向IT一樣靈活，而傳統(tǒng)的網(wǎng)絡僅僅做為underlay，可以長期地保持不變，這一技術很好地平衡了IT業(yè)務軟件的靈活性和CT網(wǎng)絡的配置復雜性，在實際應用中獲得了認可，不知道有多少人還記得那個需要人工根據(jù)網(wǎng)絡掩碼計算來給業(yè)務分配網(wǎng)段地址的時代。云計算與SDN網(wǎng)絡的深度結合真正意義上實現(xiàn)了業(yè)務網(wǎng)絡配置和變更的自動化，網(wǎng)絡部署從原有數(shù)周的人工調試周期縮短到幾個小時的標準接口調用，大大提高了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的建設速度，然而這好像又遠遠不夠。

就目前的行業(yè)狀況來看，網(wǎng)絡的配置效率極大的提高，但是相應地網(wǎng)絡的運維和管理效率仍然還有很大的可提升空間，SDN實現(xiàn)了網(wǎng)絡高效地配置和變更，但是在網(wǎng)絡故障處理、運維等領域，卻面臨著巨大的挑戰(zhàn)，在現(xiàn)實的運維環(huán)境中，往往是業(yè)務系統(tǒng)優(yōu)先于網(wǎng)絡感知到業(yè)務中斷或者丟包等問題，然后反向推動網(wǎng)絡人員專線式的排查解決，而做為智能網(wǎng)絡的自身，雖然業(yè)界在廣域網(wǎng)領域也提出了iFit等隨流丟包檢測的機制的嘗試，但是在具體的數(shù)據(jù)中心內卻是沒有一個整體上的應用數(shù)據(jù)包監(jiān)控系統(tǒng)，這在運維應用中會帶來CT領域和IT領域故障界定的困難，尤其是針對偶發(fā)性的復雜故障。換句話說，網(wǎng)絡設備目前沒有針對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包傳輸結果自證清白的能力，一旦網(wǎng)絡發(fā)生故障，即業(yè)務側報告的問題，網(wǎng)絡側不能給出強有力的數(shù)據(jù)來證明：這個數(shù)據(jù)報文已經(jīng)從A地址成功傳輸?shù)搅薆地址，其他的問題屬于非網(wǎng)絡范疇；或者某個數(shù)據(jù)包沒有正常傳輸?shù)綉降牡刂罚枰獙δ硞€網(wǎng)絡設備或者鏈路來分析丟包的原因。

04DPU的引入或許能給

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡帶來技術變革

可以構想，當DPU做為一個重要的網(wǎng)元與SDN控制器進行交互之后，整個控制器視角下的網(wǎng)絡將與原有的網(wǎng)絡完全不同。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡僅做為一種網(wǎng)絡設備進行數(shù)據(jù)的接收和轉發(fā)，離業(yè)務和應用的數(shù)據(jù)包發(fā)送更遠，一旦網(wǎng)絡報告故障，僅僅網(wǎng)絡設備甚至無法做到故障線路數(shù)據(jù)報文的重發(fā)，因為這一部分是業(yè)務應用網(wǎng)絡的范疇，SDN控制器下轄的網(wǎng)絡設備沒有這種關鍵的測試能力，這種割裂同樣也給網(wǎng)絡問題定位增加了困難，做過研發(fā)的人都知道，通過應用復現(xiàn)問題是解決問題的關鍵的一個環(huán)節(jié)，雖然當前控制器控制了整個網(wǎng)絡，但是缺乏對諸如DPU類的端網(wǎng)元的有效管控，網(wǎng)絡與應用沒有一個共識的接口和契約的前提下，網(wǎng)絡全局控制設備在架構上就無法構建成一個自洽的問題處理系統(tǒng)，因此網(wǎng)絡的自動化故障分析、定位和處理等技術都處在一個極其緩慢的發(fā)展階段。

如果DPU設備可以成為一個清晰的CT與IT的分界設備，比如它能夠清晰地記錄IT對CT交付了哪些數(shù)據(jù)包，CT對IT交付了哪些數(shù)據(jù)包，再結合全局控制器或者分析器介入的數(shù)據(jù)中心場景，網(wǎng)絡故障的自動發(fā)現(xiàn)和處理就可以成為切實的可能。通過DPU對IT和CT的有機結合和清晰界定，對于IT類故障和CT類故障能夠給出一個明確的、具有事實數(shù)據(jù)為依據(jù)故障范圍界定，能夠有效地減少在信息不充足的黑盒背景下，錯誤地將故障排查范圍擴大而造成的資源浪費，對于快速有效的故障界定具有實際應用價值。 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中DPU做為一個關鍵的邊界網(wǎng)元加入整個控制器下的統(tǒng)一管控網(wǎng)絡，不僅僅會刷新控制器的架構體系，同時也對整個全局可控可分析網(wǎng)絡注入了新的活力，進而提升整個網(wǎng)絡的自動化運維能力。網(wǎng)絡的運維自動化能力本質上就是一種CT設備的IT化能力，或許它就是ICT融合的下一個階段，會使得網(wǎng)絡的未來變得更適應于IT應用的靈活需求，走向ICT的更進一步的融合，或許DPU僅僅只是一個開始。

審核編輯 ：李倩