[发明专利]一种提高智能网卡/DPU网络遥测技术性能的方法

说明书

本发明提出了一种提高智能网卡/DPU网络遥测技术性能的方法，具体包括如下步骤：S1、在网络报文的特定位置插入INT的包头并将其转发至后续的交换节点；S2、网络报文每到一个交换节点时，插入INT的内容，形成INT的网络报文；S3、将INT网络报文转发至智能网卡/DPU终端，通过智能网卡/DPUINT处理模块进行处理；S4、服务器端通过读取根据反向匹配查找出INT的包头，再通过拆解特定数据包得到INT的内容，传送给INT分析服务器；S5、INT分析服务器对得到的内容进行分析并进行可视化呈现。通过数据解析及提取模块对带有INT的网络报文进行拆解得到INT的包头和INT的内容，并根据上述INT包头及INT信息数据的不同特点，对他们进行分别处理，从而达到降低INT信息对PCIe带宽的占用。

技术领域

本发明涉及网络遥测技术领域，特别涉及一种提高智能网卡/DPU网络遥测技术性能的方法。

背景技术

随着5G及物联网业务的大规模应用和用户规模的不断增长，网络呈现出大吞吐量、大接入量，变化多样的特点。传统网络监控方式不能匹配现有网络的需求和挑战。因此，网络管理者迫切需要颠覆传统网络监测及故障排除方法，提出能够应对网络状态测量、网络失效检测、故障定位与恢复等场景用例的实时灵活的测量解决方案。

P4: 可编程数据平面。在传统网络中，网络设备对于用户是黑盒，数据平面和控制平面封闭在黑盒内，不方便网络管理和维护；软件定义网络的出现把数据平面和控制平面分开，控制平面得以统一，然而还是存在数据平面固化，需要跟软件定义网络协议的升级而升级的问题；P4是一种语言，可以用这种语言来编程数据平面，可以实现更灵活的数据平面编程化。

DPU：数据处理器，对标CPU（中央处理器），GPU（图像处理器）而来，主要处理网络及存储相关的网络加速。随着网络吞吐量及接入量的大幅增加，网络报文处理的压力汇聚到了服务器端，随着带宽的增加，10GbE到25GbE，网络需要多个CPU核参与处理，而这就不得不影响CPU正在处理的业务，用智能网卡来协助CPU处理网络报文可以释放CPU资源。而DPU为智能网卡的升级版，可以在智能网卡基础上也同时卸载了网络及存储负荷，让CPU可以参与更多业务。

网络遥测技术（INT）：实现一种不需要网络控制平面干预，网络数据平面收集和报告网络状态的框架。基于P4的出现，网络遥测通过P4使能的数据平面可编程性，通过P4在端到端（基于P4的智能网卡/DPU）以及交换机的数据平面中在普通的网络报文内插入INT的状态数据，如图1所示，并在终端（基于P4的智能网卡/DPU）提取出来，从而分析整个网络路径各个节点的拥塞及健康状态。

参阅图1，传统的网络遥测的数据包处理流程如下：

1、从智能网卡/DPU端，根据遥测任务的需要，在普通网络报文的特定位置插入INT包头；

2、此后，在每到一个交换节点时，网络遥测模块通过 在交换机上设置的采样方式，根据遥测任务的需要在特定位置插入INT内容；

3、网络报文转发到INT终端（智能网卡/DPU），通过PCIe/DMA （PCIe总线及直接存储访问）的方式，把整个网络报文（包括INT信息）传送给服务器端。提取全部遥测信息，并通过GRPC（通讯协议）方式传送给INT分析服务器；

4、遥测服务器对INT数据进行分析并进行可视化呈现。

传统的基于P4的智能网卡（DPU）网络遥测报文的数据提取通常通过使用DMA搬运整个网络报文（包括网络遥测数据）到服务器内存的方式实现的，然而服务器端PCIe的带宽有限，当需要把网络遥测数据上报，会影响本身的数据包的带宽，导致有效吞吐量降低。如果以以太网最小包64B包为例，INT包头8个字节，每个节点插入8B，如果经过7个节点，需要插入64B，相当于最小包包长，有效带宽性能降低一半。