智能网卡综述 被引量：11

1

作者 马潇潇 杨帆 +2 位作者 王展 元国军 安学军 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期1-21,共21页

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... 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. 展开更多

关键词 智能网卡 可编程架构 编程框架 网络卸载 高性能网络 在网计算

下载PDF 职称材料

专用捕包网络适配器的设计与实现 被引量：6

2

作者 张攀勇 王达伟 +1 位作者 曾宇 历军 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期125-130,共6页

随着网络带宽的不断增长,网络安全系统对网络数据包捕获的能力提出了更高的要求。为了提高网络数据包的捕获能力,降低主机系统的资源消耗,设计实现了基于TOE思想的专用捕包网络适配器,基于高性能的嵌入式硬件平台,采用了零拷贝,自适应... 随着网络带宽的不断增长,网络安全系统对网络数据包捕获的能力提出了更高的要求。为了提高网络数据包的捕获能力,降低主机系统的资源消耗,设计实现了基于TOE思想的专用捕包网络适配器,基于高性能的嵌入式硬件平台,采用了零拷贝,自适应半轮询,自适应轮询定时器的关键技术实现系统。测试表明,专用捕包网络适配器显著的提高了系统的捕包性能,大大降低了主机CPU的使用率。 展开更多

关键词 网络数据包捕获 零拷贝 智能网卡 TOE 网络安全

下载PDF 职称材料

数据处理单元技术应用研究 被引量：1

3

作者 曹原铭 郑云帆 +3 位作者 陈婉新 雷鸣 刘芹 封铎 《电信工程技术与标准化》 2024年第1期57-62,共6页

随着网卡的带宽不断增长,软件处理方式逐渐成为网络带宽和时延的瓶颈,也增加了对CPU资源的占用。数据处理单元(DPU)可以实现将传输、存储和安全等功能从服务器的CPU卸载至网卡上,通过硬件方式实现网络加速,释放服务器的算力资源。同时,... 随着网卡的带宽不断增长,软件处理方式逐渐成为网络带宽和时延的瓶颈,也增加了对CPU资源的占用。数据处理单元(DPU)可以实现将传输、存储和安全等功能从服务器的CPU卸载至网卡上,通过硬件方式实现网络加速,释放服务器的算力资源。同时,通过DPU的网络可编程能力,可以实现网络转发逻辑的定制化,保证了功能的灵活性。本文介绍了网卡的发展历程和DPU的不同实现方式,分析了DPU在数据中心的应用场景,提出了现阶段DPU在数据中心的引入方案。 展开更多

关键词 智能网卡 DPU FPGA ASIC SOC

下载PDF 职称材料

移动边缘计算规模部署的技术制约因素和对策 被引量：7

4

作者 熊先奎 段向阳 王卫斌 《中兴通讯技术》 2019年第6期65-72,共8页

指出了边缘计算规模落地的制约因素,具体包括计算、连接、部署位置和设备形态。认为移动边缘计算需要平衡"计算"和"连接"。通过对边缘计算的针对性研究,中兴通讯给出了相应的软硬件解决方案,并提出与整个业界紧密... 指出了边缘计算规模落地的制约因素,具体包括计算、连接、部署位置和设备形态。认为移动边缘计算需要平衡"计算"和"连接"。通过对边缘计算的针对性研究,中兴通讯给出了相应的软硬件解决方案,并提出与整个业界紧密合作、共同推进边缘计算产业发展的愿望。 展开更多

关键词 边缘计算 异构加速 智能网卡 边缘定制化服务器

下载PDF 职称材料

NFV网络云智能网卡关键技术方案及引入策略 被引量：2

5

作者 杨旭 周维 +2 位作者 徐彬 姜瑞峰 辛天鹏 《电信工程技术与标准化》 2023年第10期57-61,80,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 NFV 网络云 SDN 智能网卡 DPU

下载PDF 职称材料

智能网卡驱动程序的性能评价 被引量：4

6

作者 刘勇 杨卫兵 +1 位作者 陈曜 孙凝晖 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第14期42-44,47,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 智能网卡 性能评价 硬件性能计数器

下载PDF 职称材料

一种ARM架构SOC智能网卡设计及路由优化方法 被引量：1

7

作者 王祎晨 《中国科技信息》 2023年第5期85-87,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 服务器网卡 智能网卡 路由优化 终端用户 通信设备 负载均衡机制 力平衡 交换机

下载PDF 职称材料

面向机群互连网络的智能网卡设计 被引量：4

8

作者 张佩珩 安学军 高文学 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2003年第28期148-150,190,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 智能网卡 机群 互连网络 i960VH

下载PDF 职称材料

5G TSN技术的创新研究 被引量：4

9

作者 张启明 郑兴明 张寿勇 《中兴通讯技术》 2022年第3期78-83,共6页

提出5G时间敏感网络(TSN)面临的主要技术挑战:高精度时间同步、低时延确定性转发、高可靠连接。围绕5G TSN的发展,中兴通讯研发出一系列创新技术,并且有多项提案被3GPP采纳,例如基于时间提前量(TA)和往返时间(RTT)方法的传播延迟补偿、... 提出5G时间敏感网络(TSN)面临的主要技术挑战:高精度时间同步、低时延确定性转发、高可靠连接。围绕5G TSN的发展,中兴通讯研发出一系列创新技术,并且有多项提案被3GPP采纳,例如基于时间提前量(TA)和往返时间(RTT)方法的传播延迟补偿、配置授权(CG)/半持续调度(SPS)配置的增强、基于上行Survival time的方法等。在方案实现层面引入智能网卡技术,并且针对多样的工业互联网进行适配。这些技术和方案进一步促进了5G TSN的发展。中兴通讯联合运营商及工业合作伙伴在5G TSN端到端实践方面取得了一定进展。 展开更多

关键词 高精度时间同步 低时延确定性转发 高可靠连接 智能网卡

下载PDF 职称材料

在网存储系统研究综述

10

作者 汪庆 李俊儒 舒继武 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期2681-2695,共15页

以可编程交换机和智能网卡为代表的可编程网络设备在数据中心被越来越广泛地应用,它们支持在网络数据传输路径上执行自定义的数据处理逻辑,这为构建高性能的在网存储系统带来了新的机遇.然而,可编程网络设备的硬件资源限制较多,如何充... 以可编程交换机和智能网卡为代表的可编程网络设备在数据中心被越来越广泛地应用,它们支持在网络数据传输路径上执行自定义的数据处理逻辑,这为构建高性能的在网存储系统带来了新的机遇.然而,可编程网络设备的硬件资源限制较多,如何充分发挥它们的优势、最大限度地加速存储系统仍面临着诸多挑战.系统地综述了在网存储系统的研究进展,首先介绍了可编程网络设备的硬件结构与性能特征,并基于此总结了构建高性能在网存储系统面临的两大挑战:软硬件分工以及系统容错.然后根据可编程网络设备执行的任务(缓存、协调、调度、聚合)对现有的在网存储系统进行分类和阐述,并以多个在网存储系统为实例分析对应的设计难点以及软件技术.最后指明了在网存储系统进一步研究中需要着重探索的问题,包括交换机与网卡的协同、安全、多租户以及自动卸载. 展开更多

关键词 分布式存储 可编程交换机 智能网卡 在网存储系统

下载PDF 职称材料

一种智能网卡新型架构研究与设计

11

作者 罗向征 刘宝琴 +1 位作者 李建国 卢祖友 《电子技术应用》 2023年第6期134-139,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 智能网卡 虚拟化输入输出 弹性裸金属服务 块服务卸载引擎

下载PDF 职称材料

基于FPGA智能网卡的高性能DPDK驱动设计

12

作者 王可 王鑫硕 郭志川 《网络新媒体技术》 2023年第5期57-64,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 FPGA 智能网卡 轮询模式驱动 高可扩展性 高传输效率 网络 I/ O 虚拟化

下载PDF 职称材料

智能网卡卸载功能专利现状

13

作者 张焕娜 李星星 刘梅 《中国科技信息》 2023年第24期15-18,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 大规模数据处理 数据传输速度 虚拟化应用 云数据中心 智能网卡 云存储 物理资源 云计算

下载PDF 职称材料

网络计算技术发展情况及应用前景分析

14

作者 王翰华 李峰 《信息通信技术与政策》 2023年第6期47-54,共8页

随着网络速度持续提升,网络处理开销愈发显著,网络计算技术已成为卸载主机负担、释放服务器算力、解决网络瓶颈的关键技术,在云计算和边缘计算领域备受关注。首先从网络计算技术的需求入手,阐述网络计算技术产生的背景,重点围绕可编程... 随着网络速度持续提升,网络处理开销愈发显著,网络计算技术已成为卸载主机负担、释放服务器算力、解决网络瓶颈的关键技术,在云计算和边缘计算领域备受关注。首先从网络计算技术的需求入手,阐述网络计算技术产生的背景,重点围绕可编程交换和智能网卡两方面,梳理网络计算技术的发展情况和产业化情况,最终对网络计算技术的应用前景进行分析,给出其应用场景和应用价值。 展开更多

关键词 网络计算 智能网卡 数据处理单元 可编程交换

下载PDF 职称材料

基于PKS体系的国产智能网卡现状研究分析

15

作者 李亮 陈茹萍 +4 位作者 方鲁杰 韩宇峥 姜冰 徐志亮 袁泉 《电子技术应用》 2023年第10期148-152,共5页

随着国家网信产业的快速发展,国产计算机的应用已成为国内市场的主流趋势,同时也带动了国产智能网卡的发展,但是国产智能网卡与国产计算机适配仍存在很大缺口。针对国产智能网卡在国产计算机上应用与研究较少的问题,开展基于PKS体系下... 随着国家网信产业的快速发展,国产计算机的应用已成为国内市场的主流趋势,同时也带动了国产智能网卡的发展,但是国产智能网卡与国产计算机适配仍存在很大缺口。针对国产智能网卡在国产计算机上应用与研究较少的问题,开展基于PKS体系下的国产智能网卡适配验证工作,分析国产智能网卡在PKS体系下不同场景的性能规律,发现现阶段国产智能网卡的性能瓶颈点,从而促进国产智能网卡的优化,同时也方便企业和用户更好地了解目前国产智能网卡的性能现状,并对其进行合理的选择。 展开更多

关键词 PKS体系 国产化 智能网卡

下载PDF 职称材料

基于众核智能网卡的低延迟图像识别系统设计 被引量：3

16

作者 沈硕 邢凯 《电子技术（上海）》 2022年第8期28-33,共6页

针对不断增长的数据密集型深度学习应用需求(如图像识别)在没有GPU、FPGA等专有设备支持下无法得到满足,阐述基于硬件卸载和数据流架构,提出一种处理模型,将深度学习计算任务卸载到具有众核结构的智能网卡上,使数据绕过CPU和操作系统内... 针对不断增长的数据密集型深度学习应用需求(如图像识别)在没有GPU、FPGA等专有设备支持下无法得到满足,阐述基于硬件卸载和数据流架构,提出一种处理模型,将深度学习计算任务卸载到具有众核结构的智能网卡上,使数据绕过CPU和操作系统内核实现在网计算。通过对智能网卡计算资源的划分和深度学习模型的分解,验证了深度学习模型在众核结构智能网卡这一低成本通用设备上的可迁移性,对AlexNet神经网络有效结构在Agilio网卡上的迁移,实现数据密集型深度学习应用的在网计算,借助流水线的设计思想来提高众核结构智能网卡上数据在网计算的吞吐性能和并行性。实验表明,图像数据在该系统中达到高吞吐性能的同时具有微秒级处理延迟。 展开更多

关键词 智能网卡 在网计算 低延迟 神经网络

原文传递

智能网卡应用于云网络加速方案研究 被引量：3

17

作者 刘畅 陶云祥 戎胤 《电信工程技术与标准化》 2020年第8期76-81,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 智能网卡 硬件卸载 云计算网络

下载PDF 职称材料

云网融合背景下智能网卡的产业发展及趋势分析 被引量：2

18

作者 赵静 陈元谋 《信息通信技术与政策》 2022年第11期69-78,共10页

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... 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”。 展开更多

关键词 云网融合 智能网卡 硬件加速 异构计算

下载PDF 职称材料

智能网卡的模态分析与随机振动仿真 被引量：2

19

作者 施燕华 《装备制造技术》 2021年第12期105-108,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 智能网卡 可靠性 模态分析 随机振动

下载PDF 职称材料

面向分布式AI的智能网卡低延迟Fabric技术 被引量：2

20

作者 熊先奎 袁进辉 宋庆春 《中兴通讯技术》 2020年第5期23-28,共6页

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。

关键词 分布式人工智能 智能网卡 远程直接内存访问

下载PDF 职称材料