用于超大规模部署的 NIC

Hyperscalers 的 NIC 对数据中心创新至关重要，尤其是在核心数据中心和边缘应用中，加速器（如加密、压缩）对于提升效率至关重要，同时也能启用可组合基础设施。

NIC 类型

1. Foundational NIC（基础网卡）

   • 智能网卡：具备现代加速能力的传统 NICs，整个控制平面运行在宿主 CPU 上，适用于可信工作负载的成本总拥有（TCO）最优专用设备。
   • 计算内核附加型：基础网络接口芯片（NIC）加上计算内核，使控制平面卸载成为可能，统一支持裸金属和虚拟机（VMs）。

2. 运营商引入新 NIC 的挑战

   • 特有接口：如遥测、数据包导向 APIs，引入难度较高。
   • 复杂功能集：延缓部署速度，新功能可能影响基本功能。
   • 供应商需求理解困难：运营商的要求（如规模、安全性、数据包格式）不明确。

标准化与基准

• 标准化硬件功能 API：一致的 API 使移植更容易，初期关注 NetDev 接口。
• 高级别提案工作负载：网络交通运输、BPF NetDev、IF 驱动程序，建立有意义的基准。

超大规模功能示例

1. 内联加密

   • Transport：支持大规模运营，“应用程序队列”的统一 API，TCP 直接数据放置。
   • Multiqueue 网络：启用 CPU 内存旁路流量转向，跨队列优先级排序。
   • 替代传输堆栈：QUIC、SNAP，Userspace 工作负载（如 DPDK / AF_XDP）。
   • 直接数据到/从 GPU/TPU/SSD 内存，处理 TCP 排序约束。

2. 灵活的隧道堆栈支持

   • 多重封装：UDP over MPLS over GRE。
   • 强大负载：复制，不解析标头，9K 客户端 MTU plus 最大 TE 包络。
   • 费率限制：通过最早出发时间 (EDT) 限制。

3. 网络交通运输

   • 加密负载加速 QUIC：将状态扩展到数百万个连接，内联加密（TLS offload 的替代方案，Hybrid 方案）。
   • 网络遥测的部分机密性：无状态，O(1) 缩放。

4. 拥塞控制算法

   • 改进需要硬件辅助的拥塞控制算法，访问高精度定时事件，正向结构延迟切换队列。

5. 规模化运营

   • 验收标准：流计数器、数据包采样、丢包计数器。
   • 舰队健康管理：自检、设备错误报告、测试框架、规模和压力测试。

对话与未来方向

运营商和供应商需要合作，OCP 作为合适的论坛，进行公开讨论。