——DPU打造ICT深度融合的未來網絡

DPU，仿佛一夜之間紅遍大街小巷，大有在信息領域與CPU分庭抗禮之勢，時下DPU正處在一個春秋戰國的時代，各大互聯網廠商、網絡設備廠商、芯片設計廠商等均根據自己的理解來闡釋自己的DPU產品，以期望在未來的產業大格局中分得一杯羹。

01DPU到底是個啥？

首先，它是一個全新的概念，而且圍繞這個新概念仿佛業界還沒有達成清晰統一的共識。

但是不可否認的是，DPU的出現打破了原有的CPU和網卡主導的主機側網絡架構體系，使得網絡數據處理有最大的可能從CPU的負擔中獨立出來，這也是這個全新的概念最有價值的地方，它的出現可能會向當年的SDN一樣給網絡架構帶來深刻的變革，當然現階段還只是處在整個改變的前期。 其次，它應該是一個具有專門數據處理能力的硬件芯片，可以類似協處理器一樣來分擔原有架構中CPU和網卡的部分功能，這一點在當前業界所有的DPU產品中都是基本統一的。從某種角度上，DPU具有原來智能網卡的部分影子，不同的是做為一款服務器設備上的芯片，它的重要程度已經從原來的網卡級別提高到對齊CPU而已。 最后，也是最重要的，DPU到底能做什么？僅就目前這個階段，主要做為卸載CPU在網絡、存儲、安全領域的算力消耗，以更加專用的芯片來更高效地實現原有相關功能。當然，在現階段各個DPU產品在路線和功能上還都處于應用探索階段，百家爭鳴的背景下暫時還沒有哪個廠商憑借優秀的技術能力和與關鍵需求的完美契合完成這個江湖的統一。

02DPU是IT產品還是CT產品，

或者其他？

為什么會有這么一個問題？或許是因為作者本身是一個網絡技術的從業人員，從網絡的視角，更傾向于DPU是一個末端的網絡處理單元，DPU的加入可能會給整個網絡帶來一種新的變革。如果DPU僅僅做為一款IT芯片，只是把原有通用代碼實現的能力在專用硬件上重新完成一遍，那么它的創新空間不足以與其DPU的名號想匹配，更重要的是其應用場景必然會受到限制，無法真正完成對標CPU的宏大愿景。

在作者看來，DPU更應該是一個ICT融合的產品，它的出現會可能給整個網絡體系帶來一定的變革，無論是芯片架構層面，還是網絡協議層面，數據轉發層面，都可能隨著這樣一個新產品的加入帶來新的發展機遇，被DPU的引入而誕生新的活力。

03沒有DPU的數據中心網絡

目前遇到哪些問題

近幾年，數據中心網絡在SDN和Overlay技術的加持下，已經逐步在實現了第一階段的ICT化，在部署了SDN之后，業務層的IP地址分配變得向IT一樣靈活，而傳統的網絡僅僅做為underlay，可以長期地保持不變，這一技術很好地平衡了IT業務軟件的靈活性和CT網絡的配置復雜性，在實際應用中獲得了認可，不知道有多少人還記得那個需要人工根據網絡掩碼計算來給業務分配網段地址的時代。云計算與SDN網絡的深度結合真正意義上實現了業務網絡配置和變更的自動化，網絡部署從原有數周的人工調試周期縮短到幾個小時的標準接口調用，大大提高了數據中心網絡的建設速度，然而這好像又遠遠不夠。

就目前的行業狀況來看，網絡的配置效率極大的提高，但是相應地網絡的運維和管理效率仍然還有很大的可提升空間，SDN實現了網絡高效地配置和變更，但是在網絡故障處理、運維等領域，卻面臨著巨大的挑戰，在現實的運維環境中，往往是業務系統優先于網絡感知到業務中斷或者丟包等問題，然后反向推動網絡人員專線式的排查解決，而做為智能網絡的自身，雖然業界在廣域網領域也提出了iFit等隨流丟包檢測的機制的嘗試，但是在具體的數據中心內卻是沒有一個整體上的應用數據包監控系統，這在運維應用中會帶來CT領域和IT領域故障界定的困難，尤其是針對偶發性的復雜故障。換句話說，網絡設備目前沒有針對網絡數據包傳輸結果自證清白的能力，一旦網絡發生故障，即業務側報告的問題，網絡側不能給出強有力的數據來證明：這個數據報文已經從A地址成功傳輸到了B地址，其他的問題屬于非網絡范疇；或者某個數據包沒有正常傳輸到應到的地址，需要對某個網絡設備或者鏈路來分析丟包的原因。

04DPU的引入或許能給

數據中心網絡帶來技術變革

可以構想，當DPU做為一個重要的網元與SDN控制器進行交互之后，整個控制器視角下的網絡將與原有的網絡完全不同。傳統的網絡僅做為一種網絡設備進行數據的接收和轉發，離業務和應用的數據包發送更遠，一旦網絡報告故障，僅僅網絡設備甚至無法做到故障線路數據報文的重發，因為這一部分是業務應用網絡的范疇，SDN控制器下轄的網絡設備沒有這種關鍵的測試能力，這種割裂同樣也給網絡問題定位增加了困難，做過研發的人都知道，通過應用復現問題是解決問題的關鍵的一個環節，雖然當前控制器控制了整個網絡，但是缺乏對諸如DPU類的端網元的有效管控，網絡與應用沒有一個共識的接口和契約的前提下，網絡全局控制設備在架構上就無法構建成一個自洽的問題處理系統，因此網絡的自動化故障分析、定位和處理等技術都處在一個極其緩慢的發展階段。

如果DPU設備可以成為一個清晰的CT與IT的分界設備，比如它能夠清晰地記錄IT對CT交付了哪些數據包，CT對IT交付了哪些數據包，再結合全局控制器或者分析器介入的數據中心場景，網絡故障的自動發現和處理就可以成為切實的可能。通過DPU對IT和CT的有機結合和清晰界定，對于IT類故障和CT類故障能夠給出一個明確的、具有事實數據為依據故障范圍界定，能夠有效地減少在信息不充足的黑盒背景下，錯誤地將故障排查范圍擴大而造成的資源浪費，對于快速有效的故障界定具有實際應用價值。 數據中心網絡中DPU做為一個關鍵的邊界網元加入整個控制器下的統一管控網絡，不僅僅會刷新控制器的架構體系，同時也對整個全局可控可分析網絡注入了新的活力，進而提升整個網絡的自動化運維能力。網絡的運維自動化能力本質上就是一種CT設備的IT化能力，或許它就是ICT融合的下一個階段，會使得網絡的未來變得更適應于IT應用的靈活需求，走向ICT的更進一步的融合，或許DPU僅僅只是一個開始。

審核編輯 ：李倩