中國電信聯手聯想,Cavium和Panath發布基于智能網卡的vBRAS數據面性能測試報告
2016年上海世界移動大會(MWCS2016)上,中國電信發布轉型3.0戰略;2016年7月11日,中國電信在轉型3.0戰略下,發布了《中國電信CTNet2025網絡架構白皮書》,宣布全面啟動網絡智能化重構,以打造下一代網絡架構,中國電信由此正式進入轉型新戰略的實施階段。作為是運營商的最大核心資源網絡的智能化重構是中國電信實施轉型新戰略的四大核心舉措之一。根據《中國電信CTNet2025網絡架構白皮書》,其網絡架構重構演進的關鍵是,在網絡中引入基于通用基礎設施的SDN/NFV技術。
針對中國電信集團的網絡轉型大戰略,作為是中國電信集團公司運營支撐和業務技術研發的三大研究院之一的廣州電信研究院從2016年全面展開NFV的研究和探索。
其中NFV研究的一個核心項目就是建立了OpenBRAS開源社區,該項目致力構建一個開放,開源的vBRAS系統 (vBRAS,Virtualized Broadband Remote Access Server,即虛擬化寬帶遠程接入服務器) ,促進vBRAS系統的通用化,實現業務控制面開源,數據轉發面開放,進一步推動vBRAS的發展。vBRAS是傳統寬帶遠程接入服務器的NFV 實現,主要的思路是讓網絡功能和專用硬件解耦,在COTS (Commercial Off-The-Shelf) 通用硬件上實現傳統網絡的系列功能。
廣州電信研究院在OpenBRAS的研究中發現,基于X86的DPDK的轉發面難以滿足寬帶遠程接入服務的高性能要求。廣州電信研究院聯手聯想、Cavium和Panath,在聯想NFVI整機柜方案上進行智能網卡vBRAS數據面性能研究和評估,推動vBRAS控制面板與轉發面分離方案的商用部署的進程。
整個系統構架如下圖所示,BRAS的轉發面全部卸載到智能網卡上處理,無需X86主機參與,只有控制面報文會從智能網卡轉發給虛擬化的控制面單元進行處理。
整個測試的基礎資源架構平臺選擇了聯想的NFVI硬件加速整機柜方案,包括聯想x86 2U標準機架服務器、網絡交換機、標準工業機柜等硬件設備,和Cavium的CN2360-225SVPN-G 25G LiquidIO智能網卡,部署聯想ThinkCloud運營級OpenStack和分布式存儲軟件,以及物理基礎架構統一平臺管理軟件,其中基于Cavium的智能網卡上的PPPoE數據面轉發由Cavium和電信的軟件合作伙伴Panath實現和優化,性能數據如下:
從上面的測試結果來看,卸載以后的性能表現非常優異。從數據可以看到,單個網卡74字節小包處理能力達到了33.76M PPS;在平均150字節報文大小時,25G網卡即可達到線速。聯想NFVI整機柜方案配置12個計算節點,每節點采用一個Cavium雙端口25G智能網卡方案,可以實現總體600 Gbps包轉發能力(1.2 Tbps交換容量)。
廣州電信研究院歐亮博士說:“隨著家庭寬帶用戶數量激增以及大帶寬要求的新業務高速發展,作為固網寬帶業務核心網元的BRAS面臨資源利用率低、管理維護復雜以及業務開通緩慢等挑戰,因此廣州電信研究院聯合業界廠商共同創立OpenBRAS社區,目的就是希望利用開源社區的力量,推動BRAS業務未來發展的開放性和創新性。與聯想、Cavium和Panath攜手進行的智能網卡卸載測試,就是希望能探索未來NFV環境下vBRAS發展的技術路線。”
聯想集團副總裁黃瑩博士說:“聯想積極與運營商和NFV生態圈廠商合作,根據NFV的應用特點,對其NFV基礎設施軟硬件產品進行了性能優化和定制化開發,能夠滿足運營商對NFVI的嚴苛要求,幫助運營商加快NFV方案商用化規模部署進程。針對BRAS等網元的高轉發性能要求,聯想正積極探索硬件加速方案。此次與中國電信、Cavium和Panath公司的聯合研究取得了該領域中一項重要成果。”
Cavium公司以太網適配器市場副總裁Chris Moezzi說:
"我們非常高興與中國電信,聯想集團,以及Panath合作實現vBRAS這一關鍵 NFV 功能在智能網卡上的卸載, 并通過多樣化和可互操作的生態系統推動 NFV 的大規模部署。具有多種計算、I/O及實時處理需求的電信應用要求更高的可擴展性及更優化的解決方案。作為行業內智能網卡供應商的領先者,Cavium公司的 LiquidIO智能網卡配合ThunderX工作負載優化數據中心服務器處理器等高性能通用COTS 硬件,可以提供高度可擴展的NFV虛擬化解決方案, 利用標準的軟件平臺和生態系統滿足這些要求。”
Panath研發副總裁Roy Li說:“電信網絡的NFV化,網路數據流量不斷增長,必定給數據面處理性能帶來挑戰,雖然結合DPDK使用X86實現數據面可以轉發面業務,但是會面臨系統整體吞吐率下降,缺乏足夠計算機資源支撐控制面需求的挑戰。作為Cavium智能網卡的軟件生態合作伙伴,Panath很高興能配合參與此次PoC,為智能網卡在NFV的應用探索做出貢獻。”