博通25/50G以太网控制器助云端市场应对虚拟化挑战

　　物联网的发展，促进了数据中心的增长及更高程度的虚拟化。一项对全球服务供应商的调查显示，云端服务器的部署占所有服务器的比例将从现在的31%，增长到2017 年的50%;每台虚拟化服务器的虚拟机平均数量从现在的42个，增长到2017年的98个;物理DC服务器上采用虚拟化技术的百分比从47%，增长到 2017年的58%。云端市场和虚拟机从部署到应用都在不断增长，新一代以太网控制器必须加速才能满足虚拟化带来的更高流处理速度的要求。

　　近日，博通公司推出了BCM57300 NetXtreme C系列以太网控制器，博通公司基础设施与网络部门以太网控制专用芯片产品营销总监Robert Lusinsky先生来京向记者介绍了该系列产品的优势。

　　Lusinsky先生首先谈到了NetXtreme C系列诞生的背景：“虚拟化正面临着巨大的压力，更快的连接速度要求更多的专用于网络的CPU内核资源。例如，在2005年，英特尔45 nm Nehalem架构处理器支持1G网络，那时虚拟机占15%;2010年，32 nm Sandy Bridge处理器支持10G以太网，虚拟机占25%;2015年，英特尔推出22 nm第五代Haswell架构处理器，其支持25G以太网，虚拟机占33%;到2020年，14 nm 第六代Skylake处理器支持50G以太网，虚拟机将占45%。可以看到，CPU的性能和工艺虽然一直遵循着摩尔定律不断改进，同样，虚拟机所占CPU 性能的比例以及对网络的需求也在不断攀升。而业界需要做的就是如何把虚拟化占用CPU性能的比例降低。”

　　TruFlow消除虚拟化压力

　　NetXtreme C系列控制器属于高性能云控制器，内部包含丰富的接口单元和云端功能。(1)网络接口：2 × 10/25 GbE 和1×10/25/40/50 GbE以及 25 Gb/s SerDes;(2)主机接口：PCIe Gen3 x8、SR-IOV;(3)高级L2 NIC特性：双向50 Gbps、30 Mpps，低延时，通道感知和无状态卸载;(4)高性能云端功能：TruFlow高级流处理，避免拥塞，BMC和SDN agent集成;(5)最小封装、低功耗：尺寸为14 mm×14 mm，50 Gb/s 时典型功率小于5 W。

　　图1 NetXtreme C系列内部框图

　　NetXtreme C系列的优秀性能主要归功于TruFlow可加速流处理能力。Lusinsky先生解释到：“目前，软件虚拟交换机处理每一个数据包，CPU周期支持虚拟交换机但不支持应用程序，全部通过软件方式执行编辑、分类、策略监管以及转发等功能，会消耗宝贵的主机CPU周期;如果将虚拟交换机处理移至 TruFlow，就能消除虚拟化给CPU带来的压力，提高CPU周期。集成TruFlow的流处理技术令网络吞吐量翻番，与纯软件解决方案相比，还将应用性能提升了高达50%。TruFlow能以硬件方式实施分类/匹配/操作这样基本的SDN协议结构处理，包括最新的OpenFlow标准等。”

　　“NetXtreme C拥有30Mpps的性能以及数据中心所需的、用以支持更高虚拟机密度的更强大的流处理能力，50G吞吐能力每秒交付3000万个数据包，只有1.5 µs环回跳变。搭载SDN协议的NetXtreme C系列可使云运营商拥有可扩展的高灵活性动态网络，从而在数据中心获得SDN带来的众多益处。”Lusinsky先生十分高兴地阐述了NetXtreme C高性能低延时的特点。

　　“BCM57300能作出快速且基于硬件的堵塞通知响应，比基于软件的传统方案快5000倍。在结合StrataXGS交换机的情况下，数据中心能提前避免网络堵塞的发生，从而在整个网络上实现确定的工作负载控制。请注意，我们不是处理拥塞，而是避免拥塞，这是一个突破。”Lusinsky先生透露。 “BMC是主板控制器，用于管理远程开关机功能。BMC一般是单独的芯片，BCM57300把它集成进来，也可以节省客户成本。”

　　图2 博通完整的端到端25/50G平台

　　有人可能会问为什么是25/50G呢?因为据有关部门预测，25/50G适配器和控制器的推广速度将显著高于40G，25/50G将不断获得市场份额，创造仅次于10G的第二大出货量的市场业绩。

　　NetXtreme C系列不但使得以太网控制器的标准更上一层楼，提升了云服务器的效率，降低了从10G迁移到25G/50G的成本;与StrataXGS Tomahawk以太网交换机结合，还能助力博通实现完整的端到端25/50G解决方案，可扩展的数据中心解决方案支持SDN、虚拟化和服务交付。