基于深度学习算法的智能网卡数据流卸载模型

为实现智能网卡数据流卸载优化的问题,在完全信息场景和不完全信息场景下,分别采用了不同的基于深度学习算法的智能网卡数据流卸载策略。结果表明,基于深度学习算法的完全信息场景下智能网卡数据流卸载策略中,运用Stackelberg博弈模型进行流量卸载策略研究,总流量负载、博弈方法总流量负载、对比方法总流量负载随着时段的变化规律基本相同,且在相同的时段下,流量从大至小顺序为总流量负载、对比方法总流量负载、博弈方法总流量负载。在不完全信息场景下,将Gradient Bandit算法用于在数据流分类和卸载中,总流量负载、强化学习方法总流量负载、对比方法总流量负载随着时段的变化规律基本相同。

面向机群互连网络的智能网卡设计

在机群系统中,机群的互连网络性能对整个机群系统的性能有着至关重要的影响。机群系统要求互连网络具有高带宽、低延迟、高可靠等特性,因而通常需要研究专用的网络以满足这一要求。该文介绍了一种面向机群系统互连网络的基于i960VH的智能网卡的设计和实现方法,该网卡采用可编程逻辑器件EPLD实现网络接口设计,采用DMA方式提高网络传输带宽,采用全流水方式减小网络传输延迟,并通过将通讯协议下载到网卡上来执行以提高计算和通讯的重叠。实测表明,在不包括上层协议的情况下,网卡到网卡的传输延迟为3us,节点到节点数据传送带宽可达500Mbit/s。

面向分布式AI的智能网卡低延迟Fabric技术

系统阐述了在分布式人工智能计算负载中使用低延迟Fabric技术出现的问题,包括虚拟化环境支撑、通信原语抽象化、网络拥塞控制等。针对这些问题,提出了使用基于可编程智能网卡的解决思路。

基于智能网卡的数据传输实现

智能网卡被应用于网络吞吐量很大的系统中,如现代高能物理实验数据获取系统、网络服务器等。以一种商业化的智能网卡(Intelligent Ethernet Card)为例,介绍了基于PMC的智能网卡的架构、原理以及工作过程,通过实验对比分析了智能网卡与一般网卡的工作性能。

云网融合背景下智能网卡的产业发展及趋势分析

云网融合依托云的聚合能力,实现多技术要素的协同、集成及创新,成为面向垂直行业场景化需求的最佳选择。海量数据增长、数据频繁交互、摩尔定律放缓都对基础设施的性能和成本提出更高要求,智能网卡应运而生。通过对比以计算、数据为中心的加速处理模式,分析了智能网卡的学术研究进展、主流产品的特点及应用,并展望了智能网卡的技术发展趋势。分析结果表明,智能网卡能最大程度提升系统整体性能,为硬件处理器“减负”。

智能网卡综述

在网速飞速提升、内存瓶颈突出、网络处理开销愈发显著的时代,普通网卡在网络协议处理、数据搬移、使用灵活性等方面逐渐暴露出缺陷.智能网卡,作为可编程的智能网络设备,在数据中心、科学计算领域均得到广泛关注,成为解决网络瓶颈的关键技术.在网络协议处理卸载、网络功能虚拟化、特定应用加速等应用场景中发挥着重要作用.综述从智能网卡的基础架构、编程框架、应用方向和热点问题4个方面进行分析,总结了目前产业界中的典型产品、学术界中的重要成果,明确了不同设计架构的优势和不足,分析了不同编程框架适用的应用场景,介绍了智能网卡在典型数据中心应用、科学计算应用实例中的作用,对不同应用场景中智能网卡的软硬件协同设计提供了建议.最后,综述对当前智能网卡设计、使用中仍然存在的热点问题进行总结,总结了通用的智能网卡设计思路,指明未来有价值的重要研究点.

智能网卡驱动程序的性能评价

通信网络对机群系统的性能影响很大,建立高效的通信网络依赖快速网络硬件支持。智能网卡用于机群的快速接入,提高了Internet应用的性能,其中驱动程序是发挥智能网卡能力的关键,因而对驱动程序的性能评价很有必要。性能评价利用智能网卡提供的硬件性能计数器,采用性能测试法对智能网卡驱动程序进行性能分析。结果表明智能网卡驱动程序的性能瓶颈在于驱动程序较大的数据相关性。

基于智能网卡的网络数据获取平台优化技术

利用智能网卡作为其网络数据报文捕获平台,并在其上完成部分TCP/IP协议卸载,以在尽量减少主机资源占用的前提下提高海量网络流实时处理系统的处理能力。为了充分挖掘系统潜能,对智能网卡的网络驱动进行深入研究,并作了各种优化和系统测试。测试表明优化效果显著,在主机CPU占用为零的前提下,报文捕获性能达到线速(148.8×104pps)。

嵌入式80186EB微处理器简化智能网卡的设计

介绍了高集成度嵌入式 16位微处理器 80 186EB的内部组成与特点 ,并说明了采用 80 186EB设计EthernetLAN智能通信网卡的硬件电路及系统资源初始化软件。

一种基于智能网卡的无中断通信的实现

针对高速重载工作环境提出了一种主机和智能外设之间的无中断通信方式,并且在一块集成CPU的智能千兆位光纤网卡上实现了该通信方式。主要从地址获取、缓冲区的访问以及公用控制信息3个方面对其进行了具体讨论。同时进行了无中断通信方式和普通通信方式下的收包性能对比测试。

基于FPGA实现的报文分类智能网卡

一般的网络安全应用软件,只对网络中的某类报文进行处理,基于通用的网卡采集网络数据,会收到大量的无用报文,降低系统效率。本文基于FPGA和零拷贝技术,设计并实现了一种智能网卡,将报文分类过滤工作下移到网卡硬件中实现,智能网卡完成了网络数据包报文捕获、报文分析、规则匹配等工作,可以过滤掉无用报文,只把应用关心的报文提交给到主机系统。与普通网卡相比,智能网卡可以有效提升网络数据采集的效率。

服务器及智能网卡NCSI接口设计

随着人工智能及大数据时代到来,智能网卡(Smart NIC)与服务器配合,开始承担越来越多的数据处理任务而大大减轻了CPU的压力。服务器基板管理控制器(BMC)一般通过网络控制器边带接口(NCSI)对智能网卡进行带外管理,而智能网卡往往需要适配不同的服务器平台。为了保证服务器对网卡的可靠管理,必须仔细设计NCSI接口电路使信号质量满足标准要求。从NCSI接口整体出发,详细讨论了NCSI接口服务器主板、连接器与线缆、智能网卡设计问题。

NFV网络云智能网卡关键技术方案及引入策略

为满足部分流表数量较大的网元需求,NFV网络云目前同时建设SDN组网和增强2层组网两种组网类型资源池,增加了规划建设复杂度和建设运维成本。本文重点聚焦NFV网络云基于SDN方向引入智能网卡的策略和关键技术方案进行分析,为后续NFV网络云演进和建设提供参考。

一种智能网卡新型架构研究与设计

作为云数据中心核心业务卸载及加速处理的关键部件,智能网卡对于数据中心网络、存储业务处理效率提升具有特殊意义。数据中心业务需求复杂多变,缺乏成熟商用芯片支持,智能网卡设计难以在受限空间内满足业务卸载灵活性、高性能、成本经济性等多重要求。设计一种分离架构方案,将智能网卡通信接口功能与业务卸载处理功能进行物理解耦,突破网卡物理空间限制,复用业务卸载处理硬件资源,改善成本经济性,是实现智能网卡工程化和大规模部署的有效途径。

基于FPGA智能网卡的高性能DPDK驱动设计

FPGA智能网卡由于其硬件可编程和高吞吐等特性,被广泛的用于网络功能卸载和硬件加速。其作为一种PCIe端点设备,FPGA智能网卡一般通过操作系统驱动程序连接上层应用。然而,目前通用的内核驱动方案存在诸多性能限制,导致FPGA加速处理后的数据包不能被高效的送达应用程序。而其他已有内核旁路解决方案主要针对扩展性和吞吐性能要求较低的FPGA平台开发。面向高性能、高灵活性的网络应用场景,本文提出了一种支持FPGA智能网卡虚拟化I/O传输的多队列DPDK轮询模式驱动程序。该设计提供了在用户空间进行FPGA虚拟端口初始化和对可扩展多队列配置的操作函数功能,并提供了支持轮询模式收发的零拷贝数据传输策略。该设计实现了FPGA和应用程序之间90 Gbit/s的高性能数据收发,并能够提供具有稳定时延的网络通信服务。

一种ARM架构SOC智能网卡设计及路由优化方法

服务器网卡又被称之为网络接口控制器,主要的作用就是对终端用户与服务器主机进行大量交换,在通信系统当中,网卡是非常重要的。当前随着5G网的发展,在未来通信中,传统的服务器网卡已经不能达到延迟、安全和速率要求了,对于通信设备为了能够满足市场的需求,对服务器网卡存在的问题进行解决,由此智能网卡诞生了。本方法根据ARM 16核A72处理器的智能网卡设计方案,对CPU的成本、功耗以及算力平衡进行综合考虑,有研究提出,EFLB大象流负载均衡机制,将大象流分裂成老鼠流,转发的时候选择负载最低下一跳交换机,但大象流对老鼠流在开始分裂前的延迟影像问题没有进行考虑。

基于智能网卡实现的TCP会话数据采集平台

很多网络数据分析系统需要实时采集TCP会话数据,随着网络带宽的快速增长,基于通用网卡和软件协议栈实现的数据采集平台,用于TCP会话管理和数据传输的开销越来越大,已经成为整个数据分析系统整体性能的瓶颈。为了有效提升系统性能,本文描述了一种基于智能网卡实现的TCP会话数据的采集平台。实验表明,使用该数据采集平台后,网络数据分析系统的性能可以大幅提升。

智能网卡卸载功能专利现状

云计算中的云服务被映射到裸金属服务器上,裸金属服务器提供远程云存储,以资源独占模式分配和使用,具有高隔离的安全性、物理资源直接访问的优势。目前,裸金属服务器在云数据中心大规模部署应用。在虚拟化应用场景下,裸金属服务器因虚拟化协议的应用变得复杂,且网络接口带宽越高,执行虚拟化的数据平面的功能会消耗越多的CPU资源,使得服务器的CPU有效利用率急剧下降。为了适应大规模数据处理的网络吞吐和存储能力的要求,智能网卡以优化数据传输速度、提高数据吞吐量、安全隔离的优势应运而生。

智能网卡应用于云网络加速方案研究

随着云计算的快速发展,传统的基于内核转发的IaaS层网络架构已经难以满足高吞吐和低时延的用户需求。基于硬件卸载的智能网卡应运而生,可以在提升网络转发质量的基础上支持更灵活丰富的网络功能。本文详述了智能网卡网络卸载方案,并对其优缺点加以分析比较。同时也进行了相应的性能对比测试。从测试结果可以看出,智能网卡的硬件卸载可以大幅提升云计算场景网络转发性能,基于硬件卸载的云计算网络无疑是未来发展的重要方向。

智能网卡的模态分析与随机振动仿真

智能网卡作为高性能设备在运输和使用过程中会受到外界的振动等因素影响,对智能网卡进行模态分析和随机振动仿真可以验证其在振动环境下的结构可靠性。利用有限元法首先对智能网卡的模态进行分析,确定结构振动特性,然后进行随机振动仿真,得出智能网卡的应力和变形云图,最后根据仿真数据对结构强度进行校核。结果表明:设计的智能网卡满足强度要求,在振动环境下具有结构可靠性。通过模态分析和随机振动仿真可以直接验证产品可靠性,缩短研发周期。