中国移动王瑞雪：运营商网络引入智能网卡的必要性和挑战

随着虚拟交换机高应用性能与性能限制之间的矛盾日益突出，使用智能网卡替代传统网卡成为ICT行业的研究热点。在今天的ldquo2021中国智能网卡研讨会；过去，中国移动研究院数据中心网络项目经理王曾谈到运营商网络引入智能网卡的必要性和挑战。

据王介绍，近年来，运营商的云服务越来越多，包括4G、5G核心网的云转型。随着应用的快速增加，数据中心流量每年以25%的速度增长，网络正在向高带宽和新的传输系统发展，这使得网络堆栈处理更加复杂。同时，CPU计算能力的增速远低于网络传输速率的增速，且差距持续加大，因此将网络功能卸载到可编程硬件的需求变得越来越迫切。

以24核计算服务器为例，网络功能占用6核，虚拟化功能占用1核。虚拟机可用的内核数量为17个，可用的CPU资源比例为70%。当网卡升级到100G时，CPU资源基本被占用，计算能力资源基本不可用。

据王介绍，智能网卡有五大价值。一是将网络、存储、操作系统中不适合CPU处理的高性能数据处理功能卸载到硬件芯片上执行，从而提高数据处理能力，释放CPU资源，提高外部服务能力，增产增收；

二是还可以通过各种KernelBypass技术，以用户模式完成业务处理，提高服务器性能。

第三，硬件代替CPU完成专业设备的NFV后处理逻辑，实现硬件加速。

四是网络信息更加安全；

第五，实现网络端到端网络运维的可视化。

王还点评了行业内主流的智能网卡形式。一般来说，不同的业务场景需要不同类型的智能网卡，单一的智能网卡难以满足复杂多样的加速场景。从运营商网络来看，正在从自动化向智能化演进，具有大带宽、低时延、可视化运维、NFV等关键特征。

运营商推出智能网卡。首先，它们可以实现网络功能的卸载。中国移动的IT云和网络云均采用混合SDN方案，针对不同业务提供虚拟机或裸机部署能力，面向虚拟化场景，并引入智能网卡突破和提升vSwitch的转发性能和数据处理能力；面对裸机场景，引入智能网卡构建弹性裸机服务。

第二，卸载存储功能。包括云盘挂载卸载和高性能存储协议卸载，可以提高存储访问的灵活性和安全性，为边缘视频加速、CDN等场景释放CPU计算能力，构建端到端的低时延网络。

三是卸载运维能力，满足业务网络端到端可视化需求。

四是卸载服务功能，满足高性能网元虚拟化需求。UPF虚拟化利用智能网卡加速业务处理，已成为行业主流解决方案。

主要有两个挑战。首先是标准化。运营商的网络功能是标准化的，但智能网卡的标准化还不够成熟。目前只有OVS货代飞机卸载，面临较强的脱钩压力，不能称之为真正意义上的脱钩。多云多业务场景需要适应不同类型的智能网卡。随着存储功能卸载、业务功能卸载和运维功能卸载的逐步推出，将迎来越来越多不同厂商、异构的智能网卡和解耦场景。后续如何实现解耦标准化，是后续运营商落地智能网卡的重点。

然后如何选择集成性、灵活性和可靠性。如果将多个服务放在一个网卡上以实现高度集成

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