風(fēng)河網(wǎng)絡(luò)加速平臺化解網(wǎng)絡(luò)擁塞
出處:EEWORLD 發(fā)布于:2011-09-03 15:26:14
近日,Intel全資子公司風(fēng)河系統(tǒng)公司(Wind River)在硅谷舉辦的嵌入式系統(tǒng)博覽會上發(fā)布了全新系列多核加速解決方案的首款產(chǎn)品,目的在于為電信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供超高速IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)性能的綜合網(wǎng)絡(luò)加速平臺。風(fēng)河網(wǎng)絡(luò)加速平臺(Wind River Network Acceleration Platform)將幫助設(shè)備供應(yīng)商解決日益嚴(yán)峻的巨大挑戰(zhàn)--提供高性能的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品,具備高效性且可方便地擴(kuò)展,以滿足各種通信量需求。
風(fēng)河網(wǎng)絡(luò)加速平臺還提供了快速的數(shù)據(jù)包加速解決方案,借助多核架構(gòu)為控制平面和數(shù)據(jù)平面提供數(shù)千兆比特的以太網(wǎng)線速性能。該數(shù)據(jù)平面包含了一個網(wǎng)絡(luò)加速引擎,并且專為在Wind River Executive(一個專門針對具體任務(wù)的小型操作系統(tǒng))上運(yùn)行IPv4/IPv6包轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議而設(shè)計和優(yōu)化,而控制層則是由運(yùn)營商級的操作系統(tǒng)(風(fēng)河Linux或者VxWorks系統(tǒng))來管理。該網(wǎng)絡(luò)加速平臺還包括一個Hypervisor,為各個內(nèi)核上運(yùn)行的軟件提供運(yùn)營商級的保護(hù)。為了處理多核軟件開發(fā)過程中出現(xiàn)的各種復(fù)雜問題,風(fēng)河還提供了一整套旨在有效地開發(fā)、測試和調(diào)試軟件的工具以及復(fù)雜多核環(huán)境下的仿真系統(tǒng)。
風(fēng)河公司網(wǎng)絡(luò)和電信副總裁兼總經(jīng)理Mike Langlois指出:“爆炸性增長的數(shù)據(jù)流量導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)流量瓶頸的不斷惡化,同時電信網(wǎng)絡(luò)公司也面臨著提高ARPU(每用戶平均收入)的壓力,我們的客戶希望掌握先進(jìn)的數(shù)據(jù)包處理方案來解決這些問題。風(fēng)河網(wǎng)絡(luò)加速平臺正是針對這些行業(yè)性的挑戰(zhàn)而推出,通過幫助設(shè)備供應(yīng)商配置基于多核的網(wǎng)絡(luò)部件來達(dá)到其所需的關(guān)鍵性能和可擴(kuò)展性,以確保網(wǎng)絡(luò)的可靠互連以及多媒體內(nèi)容和應(yīng)用的順暢傳輸?!?/P>
面對電信運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)架設(shè),如何提高網(wǎng)絡(luò)效率,提升網(wǎng)絡(luò)速度,是很多運(yùn)營商關(guān)注的重要問題。目前,大部分運(yùn)營商關(guān)注焦點仍然是語音,對于數(shù)據(jù)沒有很好的辦法來進(jìn)行優(yōu)化,面對不斷高漲的數(shù)據(jù)流量,運(yùn)營商和企業(yè)都頭疼無比。根據(jù)ZDNet網(wǎng)絡(luò)頻道得到的消息,在本月晚些時候,風(fēng)河將發(fā)布了風(fēng)河網(wǎng)絡(luò)加速平臺(WindRiver Network Acceleration Platform,NAP),這個更加細(xì)化的平臺解決方案或許將能夠解決上述這些問題。下面,我們就來看看風(fēng)河NAP是否能夠我們帶來幫助,它相比于風(fēng)河原有的VxWorks有何不同。
網(wǎng)絡(luò)中的交通疏導(dǎo)
在城市交通中,如果提高車輛通行效率,我們會采用很多方法,簡單有效的辦法不外乎兩種,一種是拓寬道路,一種是加強(qiáng)交通疏導(dǎo)。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中,同樣也有著類似的原理,為了提升網(wǎng)絡(luò)性能,一方面,我們需要拓展網(wǎng)絡(luò)帶寬和網(wǎng)絡(luò)的處理能力,一方面,我們要加強(qiáng)對網(wǎng)絡(luò)流量的引導(dǎo),這里面很關(guān)鍵的一點就是提升包轉(zhuǎn)發(fā)的效率。風(fēng)河網(wǎng)絡(luò)加速平臺正是基于這兩種需求而產(chǎn)生的。風(fēng)河NAP基于多核,是多核下的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化以及快速包轉(zhuǎn)發(fā)解決方案。
在運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)中,數(shù)據(jù)流量正在不斷的增長,根據(jù)ABI的調(diào)查顯示,2012年的移動數(shù)據(jù)流量將可能達(dá)到2010年的2倍,而這個數(shù)據(jù)在亞太地區(qū)甚至可能超過5倍。巨大的流量對于任何運(yùn)營商而言都是一個難以應(yīng)付的挑戰(zhàn),運(yùn)營商需要投入更多的資金,擴(kuò)充更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)帶寬,這些問題如何去完善的解決將成為企業(yè)業(yè)務(wù)成敗關(guān)鍵。風(fēng)河NAP的出現(xiàn)將在一定程度上解決這些問題,基于多核的平臺能夠有效提升系統(tǒng)的處理能力,并且降低成本,而軟硬件結(jié)合的方式讓企業(yè)和制造商有了更多的選擇余地。風(fēng)河NAP通過多核技術(shù)、虛擬化技術(shù),大幅提升了網(wǎng)絡(luò)的性能,尤其是包轉(zhuǎn)發(fā)性能,解決了運(yùn)營商和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)上重要的性能瓶頸。而基于多核的NAP,能讓數(shù)據(jù)處理可能的并行化,節(jié)約功耗的同時,提升了數(shù)據(jù)處理的效率。
多核上的虛擬化 風(fēng)河NAP簡析
通過我們了解,風(fēng)河NAP由五個部分組成,硬件底層環(huán)境為一個多核的平臺,多核的應(yīng)用是個很大的難題,盡管風(fēng)河在多核方面的造詣已經(jīng)是人所共知了,但很多人仍有疑問,作為始終倡多核開發(fā)的廠商,在NAP這個和以往不同的平臺上,又是如何去效的利用多核的呢?
我們可以來看看下面的風(fēng)河NAP架構(gòu)圖,掌握高效的鑰匙正在此處。其中在硬件多核之上的是一個虛擬化平臺Supervisor,作為硬件層上的一層,Supervisor的重要性毋庸置疑,正是有它的存在,多核的特性能夠得到充分的發(fā)揮,Supervisor能夠?qū)⒍嗪说挠布h(huán)境劃分成為一個個單核來進(jìn)行單獨管理,使得在其之上的各個操作系統(tǒng)不需要進(jìn)行內(nèi)核的管理以及作業(yè)流程的任務(wù)分配,它們只需要關(guān)注自己運(yùn)行的,這樣,操作系統(tǒng)能夠更加簡潔,這也意味著每個操作系統(tǒng)在硬件層面上能夠發(fā)揮出化的效能。Supervisor的存在讓NAP上的大規(guī)模并行操作成為可能。
在Supervisor之上,就是操作系統(tǒng)部分,對操作系統(tǒng)工作效率的優(yōu)化,風(fēng)河也做了大量工作。除了我們非常熟悉的VxWorks之外,在NAP中,風(fēng)河又引入了WindRiver Executive(WRE)?;贚inux的VxWorks可以處理復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)任務(wù),具有強(qiáng)大的功能,但是,在僅僅在包轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)上,企業(yè)和運(yùn)營商可能并不需要如此復(fù)雜的操作系統(tǒng),他們需要的是一個簡潔高效的環(huán)境,WRE在這種條件下應(yīng)運(yùn)而生。實際上,WRE我們并不認(rèn)為這是一個操作系統(tǒng),它只是一個極度精簡,并且功能特異化的實時操作環(huán)境,風(fēng)河將VxWorks中的與包轉(zhuǎn)發(fā)無關(guān)的功能全部精簡,同時,強(qiáng)化了操作環(huán)境對包轉(zhuǎn)發(fā)的處理能力,于是誕生了WRE,正由于WRE功能的高度專一性,它在處理包轉(zhuǎn)發(fā)上具有極高的效率,且由于Supervisor的存在,VxWorks、Linux和WRE可以共存在一套硬件平臺上,企業(yè)和運(yùn)營商可以根據(jù)自己的需要對其進(jìn)行個性化的部署——Linux擁有多全的功能,但效率偏低;VxWorks能夠應(yīng)付日常網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,效率比Linux也要高;WRE功能少,只能進(jìn)行包轉(zhuǎn)發(fā),但在它的專屬業(yè)務(wù)領(lǐng)域,它具有難以置信的速度。
可以看到,風(fēng)河NAP清晰的架構(gòu)一方面提高了硬件CPU的利用率,一方面,對操作系統(tǒng)進(jìn)行了分工化處理,從軟硬兩個方面,全面提升了網(wǎng)絡(luò)的處理能力。
超高速的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)性能
根據(jù)在基于Intel?至強(qiáng)? 5500系列處理器的參考板卡運(yùn)行Linux系統(tǒng)對IPv4數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)性能進(jìn)行的測量,風(fēng)河網(wǎng)絡(luò)加速平臺僅用4個處理器線程就達(dá)到了每秒2.1億個數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)速度。這個速度5倍于同樣系統(tǒng)上采用本地Linux網(wǎng)絡(luò)在對稱多處理(SMP)模式下的性能。為了準(zhǔn)確地預(yù)測新系統(tǒng)設(shè)計的性能,在上述測試中一方面要評估性能,一方面也要仿真模擬網(wǎng)絡(luò)的預(yù)期工作條件。這就需要對整個系統(tǒng)進(jìn)行測試,既包括Linux控制平面也包括數(shù)據(jù)平面性能的測試。雖然沒有單一的指標(biāo)可以表現(xiàn)每個系統(tǒng)的性能,但第3層轉(zhuǎn)發(fā)是用來描述數(shù)據(jù)包處理效率的一個基本指標(biāo)。利用風(fēng)河的高效設(shè)計,只需要使用50%的可用內(nèi)核進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā),就可以達(dá)到與使用超過14千兆以太網(wǎng)端口相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)吞吐量。
的下一代IP網(wǎng)關(guān)、會話邊界控制器和FMC安全解決方案領(lǐng)域的供應(yīng)商GENBAND公司執(zhí)行副總裁兼產(chǎn)品官 Keith Landau 表示:“要滿足我們客戶的需求,就必須擁有更快速、更有效的解決方案來管理網(wǎng)絡(luò)中呈指數(shù)增長的數(shù)據(jù)流量。通過對我們的底層軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)加速來提高產(chǎn)品性能,可以為我們提供所必需的靈活性和敏捷性,從而為我們的客戶提供更好的產(chǎn)品,并保持于我們的競爭對手。我們正在與風(fēng)河這樣業(yè)界企業(yè)密切合作,力爭在我們未來的電信產(chǎn)品中實現(xiàn)這些目標(biāo)?!?/P>
著名電信產(chǎn)業(yè)市場研究機(jī)構(gòu)Heavy Reading特約分析師Simon Stanley指出:“隨著帶寬密集型產(chǎn)品充斥市場,數(shù)據(jù)流量將持續(xù)超過語音流量的增長。運(yùn)營商和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商爭相增加帶寬,并期望借助多核技術(shù)實現(xiàn)這個目標(biāo)。一方面,多核架構(gòu)下的軟件正變得越來越重要;另一方面,多核技術(shù)也引發(fā)了一系列新的問題需要考慮和解決。像風(fēng)河這樣具有經(jīng)過驗證的集成化多核解決方案的公司正沿著這個發(fā)展趨勢穩(wěn)步前進(jìn),并處于非常有利的位置?!?/P>
Intel 高性能產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理Rose Schooler表示:“在Intel架構(gòu)下整合多種網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,使得服務(wù)提供商可以使用一個通用的框架,從而削減工程工作量并提高平臺的靈活性,降低總體擁有成本。風(fēng)河網(wǎng)絡(luò)加速平臺和Intel至強(qiáng)處理器的結(jié)合就是一個高性能多核解決方案很好的例子。這種方案升級簡單,并可縮短用戶的開發(fā)周期?!?/P>
此次發(fā)布的產(chǎn)品進(jìn)一步顯示出出風(fēng)河公司將重點關(guān)注的多核軟件解決方案,同時也表明了一個新的動向,即提供針對各種框架結(jié)構(gòu)的集成多核軟件組件,為特定的垂直行業(yè)市場服務(wù)。風(fēng)河公司以全面綜合性的軟件產(chǎn)品陣容而在嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)擁有獨特的優(yōu)勢,這些軟件包括業(yè)界的嵌入式軟件操作系統(tǒng)、運(yùn)行時技術(shù)、開發(fā)工具(包括虛擬開發(fā)系統(tǒng))、嵌入式測試管理解決方案以及豐富的行業(yè)專用軟件解決方案技術(shù)基礎(chǔ),并且與風(fēng)河公司在范圍內(nèi)提供的服務(wù)和支持完美結(jié)合。
NAP三重奏與風(fēng)河的平臺計劃
月底發(fā)布的NAP實際上是此系列的個版本,在風(fēng)河的產(chǎn)品路線圖中,在這一階段,NAP需要實現(xiàn)快速包轉(zhuǎn)發(fā),他們已經(jīng)做到了,這是投石問路的步。未來,風(fēng)河對NAP仍然有重要的規(guī)劃,風(fēng)河計劃在第二階段中,實現(xiàn)深度包檢測、IP服務(wù)的保障支持等,在第三階段中,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)方面的突破,比如防病毒、垃圾郵件以及IPS和IDS的相關(guān)部署。
可以看到,在未來,風(fēng)河將會給運(yùn)營商和企業(yè)帶來更多的驚喜,除了不斷成熟的VxWorks與初生的WRE,風(fēng)河將有可能在更細(xì)化的領(lǐng)域內(nèi)推出平臺計劃,WRE在包轉(zhuǎn)發(fā)上的驚人效率讓企業(yè)提升業(yè)務(wù)水平的同時也對性能提出了更高的要求,VxWorks繼續(xù)細(xì)化成一個個單獨的解決方案相信會成為風(fēng)河在考慮甚至已經(jīng)著手部署的,通過多核技術(shù)和虛擬化平臺Supervisor,網(wǎng)絡(luò)加速的多點并進(jìn)成為可能,對于運(yùn)營商和企業(yè)用戶而言,這無疑是一個很好的消息和很好的解決方案,而我們也將對風(fēng)河進(jìn)行繼續(xù)的關(guān)注,關(guān)注在未來,它能否給我們帶來更多的驚喜。
上市時間
風(fēng)河針對現(xiàn)有Intel?架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)加速平臺將于五月上市。風(fēng)河公司計劃稍晚時候推出包含更多處理器架構(gòu)的數(shù)據(jù)包加速解決方案,其中包括Cavium OCTEON 系列、Freescale QorIQ 平臺以及未來的Intel?至強(qiáng)處理器架構(gòu)。風(fēng)河的多核加速解決方案預(yù)期將延伸到其他需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)包處理的市場領(lǐng)域,包括深度數(shù)據(jù)包檢測和安全加速等。
對于Wind River Linux和VxWorks的現(xiàn)有用戶,風(fēng)河提供了一個網(wǎng)絡(luò)加速升級包,其中包括多核網(wǎng)絡(luò)軟件、一個實時Wind River Executive以及一個輕量級Hypervisor。
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