云計算及物聯網絡技術趨勢

　　數據大爆發的時代背景下，云計算承載的業務規模呈現指數級增長，軟件和硬件的結合成為剛需;云計算數據中心網絡也在蓬勃發展，短短十年間，就從1G，10G，25G發展到了100G、200G，且依舊快速發展;

　　多地域內網互通、云下IDC和云上網絡互通、混合云構建需求大規模增長，推動云網絡持續創新，即云網絡從簡單VPC隔離向彈性IP、負載均衡、防火墻、路由計算等;

　　5G IoT場景下，邊緣計算快速發展，邊緣計算網關也成為剛需。

　　云計算及物聯網關趨勢與需求

　　云計算網絡及物聯網絡的快速發展，使得云及物聯網關面臨巨大挑戰：

　　云網絡Gateway承載的公網/專線/跨Region VPC流量極劇增長，且流量突發增強;

　　傳統網關性能不足，功能臃腫難快速迭代，互聯交換哈希和路由收斂能力不足，基于DPDK的X86集群面臨單核性能問題，無法應對大流量和攻擊流量，擴容速度和集群負載不均頻繁出現，成為業務發展的瓶頸之一;

　　云網絡Gateway需要的個性功能增多，傳統的MIPS多核網關以及X86架構下的DPDK集群支持能力弱，而且熱啟動能力差;

　　邊緣節點機房空間和能耗有線，難以承載多種網關和交換路由服務器等產品;

　　云計算基礎設施及業務快速發展下，推動云及物聯網關Gateway當前向著軟硬一體化發展，對云網絡及物聯網關的功能及性能提出更具體的要求：

　　高度虛擬化，提供混合云和跨地域網絡，滿足海量分支&移動端的無縫入云服務的需求;

　　云原生化，公網網關、專線網關、NAT網關、L4/L7 LB、主機AVS、Private-Link等需求日益增加，需極強的彈性伸縮能力;

　　自動化能力，通過服務方式提供云網絡服務，實現云網絡業務編排和自動化配置服務;

　　高性能化，公網帶寬、基礎網關硬件化、智能網卡、云網絡底層網絡資源、高性能低延時網絡需求增加。

　　微軟亞洲研究院在約2009年啟動了ServerSwitch項目，將商用的交換機芯片和服務器通過高帶寬的PCI-E接口連接起來，充分挖掘交換芯片和CPU的可編程能力，為數據中心架構實現高性能可編程的轉發引擎，以此為基礎發表的論文獲得2011年計算機系統和網絡的頂級會議USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation (NSDI)最佳論文獎，此為ServerSwith的雛形。

　　業界第一款基于Protocol Independent Switch Architecture互聯網可編程交換芯片Barefoot Tofino的出現，通過客戶可定制的轉發邏輯和動態分配的表項資源，以高性能高可靠高靈活性的轉發組合，為ServerSwitch的發展提供了肥沃的土壤。

　　云網絡及物聯網網關應用場景及H3C的努力

　　云網絡及物聯網網關初期采用物理服務器和基于DPDK的軟件進行構建，尤其在摩爾定律失效的情況下，對流量訴求急劇增加，并對安裝部署、交付運維、成本Capex和Opex、功耗等也帶來了不利影響。因此，軟硬一體化成為必然選擇，采用高性能CPU、百G或T級別內存、超大存儲，及高性能處理卡如多FPGA或多GPU、高性能交換芯片，云計算及物聯網軟硬一體化網關主要應用在以下場景：

　　云網絡及物聯網高性能安全接入場景，提供高性能網絡轉發，為用戶數據中心或office訪問公有/私有云提供通道，提供加密低延時無抖動訪問隧道、防火墻/NAT、和負載均衡能力，并為特殊計算業務提供GPU和FPGA計算能力;

　　云內跨地域通信或邊緣數據中心專線場景，比如為華北Region的可用區和華南Region的可用區之間、數據中心與邊緣計算節點之間提供共享的T級大帶寬及高質量通道;

　　數據中心出口流量智能調度場景，提供彈性IP能力，通過優化轉發邏輯pipeline和表項格式為跨區業務提供網絡QoS及百萬甚至千萬級查表能力，智能編排和調度特殊業務，并提供T級包含各種網絡流信息的日志;

　　云數據中心內分布式轉發，提供裸金屬機和公有云VXLAN封裝解封裝能力，并提供租戶隔離、一致性哈希、ARP代理等功能，支持數據分片和版本灰度發布能力等。

　　當前，H3C正在與一些互聯網客戶進行Serverswith云網絡邊緣網關的合作研發，借助業界開源的ONL系統或Sonic網絡操作系統軟件，基于Barefoot Tofino/Tofino2芯片和高性能多核X86 CPU為提供超大帶寬轉發能力和高性能通用算力，搭載多GPU/FPGA芯片及大容量存儲介質提供數據多元計算能力及數據轉發狀態存儲能力，打造新一代大TB級高速可編程網關。