このブログで、VVDNはデータセンターで現在使用されているソフトウェアOvSのパフォーマンス関連の問題を明らかにし、ハードウェアのオフロードによって改善する方法を垣間見ることができます。現在、より高い帯域幅と転送速度が求められているため、データセンター機能の改良や導入はもはや選択肢ではありません。データセンタが自らの力を強化し、品質の高いエンドユーザエクスペリエンスで、回線速度でトラフィックを適切に処理することが重要です。

仮想スイッチング評価とパフォーマンス課題

最新の仮想化技術は、仮想スイッチングなどの高度なネットワーク機能の開発と導入を通じて、データセンターに革命をもたらしました。Open vSwitch (OvS) は、データセンターでSDN制御の仮想スイッチとして広く導入されている例です。

OvS DPDKは、ソフトウェアOvSでより高いパフォーマンスを実現するための業界ソリューションです。しかし、いくつかの大きな問題があります。

  • 性能は向上したとはいえ、実際には回線速度を大幅に下回っており、今後の顧客の要望に応えるには十分ではありません
  • OvS DPDKはCPUに負荷がかかります。CPUコアを各受信キューおよび送信キュー専用にすると、パフォーマンスが最大になり、大量のCPUコアを消費します。DPDKにかなりの数のCPUコアを割り当てると、収益を生むサービスを実行するために利用できるコア数が減り、収益に大きな影響を与えてしまいます。
  • パフォーマンスはフローの数に依存します。フローの数を増やすと、パフォーマンスが大幅に低下します。

これらはすべて、現在のシナリオで高性能な需要を満たすための大きな課題となっており、業界ではスイッチング性能を向上させることができる代替スキームを探しています

VVDNのFPGAベースのオフロードソリューション

スイッチング機能のハードウェアオフロードは、ソフトウェアよりもパフォーマンスの面で優れた結果を示すため、産業界では期待されています。スマートNICは、ネットワーク機能を高速化するために特別に開発されたハードウェア・プラットフォームであり、一般的にASIC、CPU、FPGAベースのものが多く、VVDNでは現在、最適なソリューションとしてFPGAベースのスマートスイッチングに注力しています。FPGAをベースとする弊社のソリューション–Smart OvSは、ハードウェアのプログラミング機能、拡張性、およびハードウェア速度でのパフォーマンスを備えており、データセンターの進化するハードウェアオフロードへの対応、および将来のニーズに対応できます。　このソリューションは現在、ザイリンクス社のAlveo U 200、U 280、U 25カード用に開発されています。

OvSハードウェアオフロードの利点

データトラフィックの観点から見ると、データセンターサーバは、ネットワークスイッチ、仮想スイッチ、およびVNFという3つのセクションで構成されています。　VNF は収益生成サービスを実行、データセンターではサーバーごとに多くの VNF を実行することで、サーバーからの収益を最大化しようとしています。　スイッチは、NICカードとVNF間、およびVNF間のトラフィックをリダイレクトします。すべてのVNFと外部パケットの間の集約ポイントであるスイッチが、最も一般的なボトルネックを形成します。

24 コアのサーバコンピュート・ノードで、20 個の VM がそれぞれ 1 MPPS を消費し、4 MPPS の性能を持つ OvS 専用の 4 コアと、60 MPPS (40 Gbps) を処理できる NIC カードがあるとします。明らかに、4MPPSのソフトウェアスイッチの実装がボトルネックとなっています。VM は合計で 20 MPPS を必要となるので、vSwitch によってパフォーマンスが低くなります。4つのVMだけが1MPPSで実行できるので、コア利用率はわずか17%です。vSwitchに12個のコアを割り当てると、スループットは23MPPSに増加します。しかし、収益を生み出すソフトウェアを実行するVMに利用できるコアは12個だけになります。コアの無駄遣いは50%になります。

しかし、ハードウェアにオフロードされた場合、OvSは1つのコアだけで仕事をこなすことができますので、残りのコアは収益を生み出すVMを実行するために利用できます。スイッチはラインレートで動作し、VMが必要とするすべてのパケットを切り替えてくれるので、ボトルネックになることはありません。OvSには1つのコアのみを使用しているため、残りの23コアはすべてVMが使用できるので、収益を生み出すサービスのためのサーバ利用率は96%に増加しています。これは明らかに、スイッチング機能をオフロードすることで達成されたパフォーマンスの向上によるものです。

今回のブログでVVDNは、FPGAベースのOvSソリューションの基本的な性能課題を克服するために、簡単に見てきましたが、次のパートでは、VVDN Smart OvSの詳細な情報と、それが市場でどのように将来性のあるソリューションであるかを紹介します。

詳細につきましては info@vvdntech.com までお問い合わせください。