风河网络加速平台化解网络拥塞

出处:EEWORLD 发布于:2011-09-03 15:26:14

  近日,Intel全资子公司风河系统公司(Wind River)在硅谷举办的嵌入式系统博览会上发布了全新系列多核加速解决方案的首款产品,目的在于为电信网络基础设施提供超高速IP数据包转发性能的综合网络加速平台。风河网络加速平台(Wind River Network Acceleration Platform)将帮助设备供应商解决日益严峻的巨大挑战--提供高性能的网络产品,具备高效性且可方便地扩展,以满足各种通信量需求。

  风河网络加速平台还提供了快速的数据包加速解决方案,借助多核架构为控制平面和数据平面提供数千兆比特的以太网线速性能。该数据平面包含了一个网络加速引擎,并且专为在Wind River Executive(一个专门针对具体任务的小型操作系统)上运行IPv4/IPv6包转发协议而设计和优化,而控制层则是由运营商级的操作系统(风河Linux或者VxWorks系统)来管理。该网络加速平台还包括一个Hypervisor,为各个内核上运行的软件提供运营商级的保护。为了处理多核软件开发过程中出现的各种复杂问题,风河还提供了一整套旨在有效地开发、测试和调试软件的工具以及复杂多核环境下的仿真系统。

  风河公司网络和电信副总裁兼总经理Mike Langlois指出:“爆炸性增长的数据流量导致网络流量瓶颈的不断恶化,同时电信网络公司也面临着提高ARPU(每用户平均收入)的压力,我们的客户希望掌握先进的数据包处理方案来解决这些问题。风河网络加速平台正是针对这些行业性的挑战而推出,通过帮助设备供应商配置基于多核的网络部件来达到其所需的关键性能和可扩展性,以确保网络的可靠互连以及多媒体内容和应用的顺畅传输。”

  面对电信运营商的网络架设,如何提高网络效率,提升网络速度,是很多运营商关注的重要问题。目前,大部分运营商关注焦点仍然是语音,对于数据没有很好的办法来进行优化,面对不断高涨的数据流量,运营商和企业都头疼无比。根据ZDNet网络频道得到的消息,在本月晚些时候,风河将发布了风河网络加速平台(WindRiver Network Acceleration Platform,NAP),这个更加细化的平台解决方案或许将能够解决上述这些问题。下面,我们就来看看风河NAP是否能够我们带来帮助,它相比于风河原有的VxWorks有何不同。

  网络中的交通疏导

  在城市交通中,如果提高车辆通行效率,我们会采用很多方法,简单有效的办法不外乎两种,一种是拓宽道路,一种是加强交通疏导。在网络设备中,同样也有着类似的原理,为了提升网络性能,一方面,我们需要拓展网络带宽和网络的处理能力,一方面,我们要加强对网络流量的引导,这里面很关键的一点就是提升包转发的效率。风河网络加速平台正是基于这两种需求而产生的。风河NAP基于多核,是多核下的网络优化以及快速包转发解决方案。

  在运营商的网络中,数据流量正在不断的增长,根据ABI的调查显示,2012年的移动数据流量将可能达到2010年的2倍,而这个数据在亚太地区甚至可能超过5倍。巨大的流量对于任何运营商而言都是一个难以应付的挑战,运营商需要投入更多的资金,扩充更大规模的网络带宽,这些问题如何去完善的解决将成为企业业务成败关键。风河NAP的出现将在一定程度上解决这些问题,基于多核的平台能够有效提升系统的处理能力,并且降低成本,而软硬件结合的方式让企业和制造商有了更多的选择余地。风河NAP通过多核技术、虚拟化技术,大幅提升了网络的性能,尤其是包转发性能,解决了运营商和企业网络环节上重要的性能瓶颈。而基于多核的NAP,能让数据处理可能的并行化,节约功耗的同时,提升了数据处理的效率。

  多核上的虚拟化 风河NAP简析

  通过我们了解,风河NAP由五个部分组成,硬件底层环境为一个多核的平台,多核的应用是个很大的难题,尽管风河在多核方面的造诣已经是人所共知了,但很多人仍有疑问,作为始终倡多核开发的厂商,在NAP这个和以往不同的平台上,又是如何去效的利用多核的呢?

  我们可以来看看下面的风河NAP架构图,掌握高效的钥匙正在此处。其中在硬件多核之上的是一个虚拟化平台Supervisor,作为硬件层上的一层,Supervisor的重要性毋庸置疑,正是有它的存在,多核的特性能够得到充分的发挥,Supervisor能够将多核的硬件环境划分成为一个个单核来进行单独管理,使得在其之上的各个操作系统不需要进行内核的管理以及作业流程的任务分配,它们只需要关注自己运行的,这样,操作系统能够更加简洁,这也意味着每个操作系统在硬件层面上能够发挥出化的效能。Supervisor的存在让NAP上的大规模并行操作成为可能。

  在Supervisor之上,就是操作系统部分,对操作系统工作效率的优化,风河也做了大量工作。除了我们非常熟悉的VxWorks之外,在NAP中,风河又引入了WindRiver Executive(WRE)。基于Linux的VxWorks可以处理复杂的网络任务,具有强大的功能,但是,在仅仅在包转发业务上,企业和运营商可能并不需要如此复杂的操作系统,他们需要的是一个简洁高效的环境,WRE在这种条件下应运而生。实际上,WRE我们并不认为这是一个操作系统,它只是一个极度精简,并且功能特异化的实时操作环境,风河将VxWorks中的与包转发无关的功能全部精简,同时,强化了操作环境对包转发的处理能力,于是诞生了WRE,正由于WRE功能的高度专一性,它在处理包转发上具有极高的效率,且由于Supervisor的存在,VxWorks、Linux和WRE可以共存在一套硬件平台上,企业和运营商可以根据自己的需要对其进行个性化的部署——Linux拥有多全的功能,但效率偏低;VxWorks能够应付日常网络应用,效率比Linux也要高;WRE功能少,只能进行包转发,但在它的专属业务领域,它具有难以置信的速度。

  可以看到,风河NAP清晰的架构一方面提高了硬件CPU的利用率,一方面,对操作系统进行了分工化处理,从软硬两个方面,全面提升了网络的处理能力。

  超高速的数据包转发性能

  根据在基于Intel?至强? 5500系列处理器的参考板卡运行Linux系统对IPv4数据包转发性能进行的测量,风河网络加速平台仅用4个处理器线程就达到了每秒2.1亿个数据包的转发速度。这个速度5倍于同样系统上采用本地Linux网络在对称多处理(SMP)模式下的性能。为了准确地预测新系统设计的性能,在上述测试中一方面要评估性能,一方面也要仿真模拟网络的预期工作条件。这就需要对整个系统进行测试,既包括Linux控制平面也包括数据平面性能的测试。虽然没有单一的指标可以表现每个系统的性能,但第3层转发是用来描述数据包处理效率的一个基本指标。利用风河的高效设计,只需要使用50%的可用内核进行数据包转发,就可以达到与使用超过14千兆以太网端口相当的转发吞吐量。

  的下一代IP网关、会话边界控制器和FMC安全解决方案领域的供应商GENBAND公司执行副总裁兼产品官 Keith Landau 表示:“要满足我们客户的需求,就必须拥有更快速、更有效的解决方案来管理网络中呈指数增长的数据流量。通过对我们的底层软件进行网络加速来提高产品性能,可以为我们提供所必需的灵活性和敏捷性,从而为我们的客户提供更好的产品,并保持于我们的竞争对手。我们正在与风河这样业界企业密切合作,力争在我们未来的电信产品中实现这些目标。”

  着名电信产业市场研究机构Heavy Reading特约分析师Simon Stanley指出:“随着带宽密集型产品充斥市场,数据流量将持续超过语音流量的增长。运营商和网络设备供应商争相增加带宽,并期望借助多核技术实现这个目标。一方面,多核架构下的软件正变得越来越重要;另一方面,多核技术也引发了一系列新的问题需要考虑和解决。像风河这样具有经过验证的集成化多核解决方案的公司正沿着这个发展趋势稳步前进,并处于非常有利的位置。”

  Intel 高性能产品事业部总经理Rose Schooler表示:“在Intel架构下整合多种网络负载,使得服务提供商可以使用一个通用的框架,从而削减工程工作量并提高平台的灵活性,降低总体拥有成本。风河网络加速平台和Intel至强处理器的结合就是一个高性能多核解决方案很好的例子。这种方案升级简单,并可缩短用户的开发周期。”

  此次发布的产品进一步显示出出风河公司将重点关注的多核软件解决方案,同时也表明了一个新的动向,即提供针对各种框架结构的集成多核软件组件,为特定的垂直行业市场服务。风河公司以全面综合性的软件产品阵容而在嵌入式软件产业拥有独特的优势,这些软件包括业界的嵌入式软件操作系统、运行时技术、开发工具(包括虚拟开发系统)、嵌入式测试管理解决方案以及丰富的行业专用软件解决方案技术基础,并且与风河公司在范围内提供的服务和支持完美结合。

  NAP三重奏与风河的平台计划

  月底发布的NAP实际上是此系列的个版本,在风河的产品路线图中,在这一阶段,NAP需要实现快速包转发,他们已经做到了,这是投石问路的步。未来,风河对NAP仍然有重要的规划,风河计划在第二阶段中,实现深度包检测、IP服务的保障支持等,在第三阶段中,实现网络安全相关方面的突破,比如防病毒、垃圾邮件以及IPS和IDS的相关部署。

  可以看到,在未来,风河将会给运营商和企业带来更多的惊喜,除了不断成熟的VxWorks与初生的WRE,风河将有可能在更细化的领域内推出平台计划,WRE在包转发上的惊人效率让企业提升业务水平的同时也对性能提出了更高的要求,VxWorks继续细化成一个个单独的解决方案相信会成为风河在考虑甚至已经着手部署的,通过多核技术和虚拟化平台Supervisor,网络加速的多点并进成为可能,对于运营商和企业用户而言,这无疑是一个很好的消息和很好的解决方案,而我们也将对风河进行继续的关注,关注在未来,它能否给我们带来更多的惊喜。

  上市时间

  风河针对现有Intel?架构的网络加速平台将于五月上市。风河公司计划稍晚时候推出包含更多处理器架构的数据包加速解决方案,其中包括Cavium OCTEON 系列、Freescale QorIQ 平台以及未来的Intel?至强处理器架构。风河的多核加速解决方案预期将延伸到其他需要进行大量数据包处理的市场领域,包括深度数据包检测和安全加速等。

  对于Wind River Linux和VxWorks的现有用户,风河提供了一个网络加速升级包,其中包括多核网络软件、一个实时Wind River Executive以及一个轻量级Hypervisor。



  

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