400 GbE SmartNIC IP configure la gestion du trafic basée sur FPGA - Semiwiki

400 GbE SmartNIC IP configure la gestion du trafic basée sur FPGA – Semiwiki

Horodatage: 13 juillet 2023 1h00
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Le maintien des transferts 400 GbE à vitesse filaire n'est qu'une première étape dans la gestion du trafic d'entreprise. L'ajout d'un filtrage basé sur des règles pour filtrer les paquets en temps réel peut mettre la plupart des équipements réseau à rude épreuve, ralentissant ainsi l'ensemble d'un réseau. Les architectes tentent de répartir ces charges, en distribuant la gestion intelligente du trafic des pare-feu haut de gamme et autres appareils vers les points finaux d'où provient le trafic – mais le matériel 400 GbE avec un moteur de règles intégré n'a pas été facilement réduit. Achronix propose une solution basée sur son FPGA Speedster7t intégrant une interface de paquets 400 GbE, PCIe Gen 5, un processeur de flux avec un moteur de règles et de la place laissée à la logique du client pour différencier les conceptions SmartNIC 400 GbE.

Toutes les pièces nécessaires pour une SmartNIC 400 GbE dans un FPGA

Des émetteurs-récepteurs capables de 400 GbE font leur apparition sur plus d'un FPGA haut de gamme. Mais le problème de la création d'une « plomberie » appropriée dans un FPGA pour 400 GbE est souvent laissé comme un exercice pour le lecteur. Deux projets au sein d'Achronix, forts de son acquisition d'Accolade IP et de son expertise en septembre 2022, ont réfléchi à l'ensemble de la chaîne IP et se réunissent pour une solution complète sous la bannière Achronix Network Infrastructure Code (ANIC).

« Nous pensons que personne ne dispose actuellement de 400 GbE avec ce type de traitement de flux et de moteur de règles pour un point final », déclare Scott Schweitzer, CISSP, directeur de la planification des produits SmartNIC chez Achronix. Cela commence par une technologie habilitante – l’ANIC Shell, un pipeline de flux de paquets Ethernet en RTL. Ce projet remonte à la technologie 100 GbE et PCIe Gen 3, se concentrant sur les FIFO, l'analyse et les éléments DMA nécessaires au bon déroulement des paquets. Dans un Speedster 7t, plus de la moitié de la logique reste disponible pour les clients.

Schéma fonctionnel du shell Achronix ANIC

Vint ensuite le passage du shell à l'ANIC complet pour une SmartNIC 400 GbE avec le processeur de flux et le moteur de règles, avec toujours environ 50 % de la logique Speedster7t.

Traitement Achronix ANIC pour une SmartNIC 400 GbE

Augmenter l'ANIC jusqu'à 400 GbE peut sembler facile à partir de ce diagramme, mais Schweitzer souligne deux points de la chaîne nécessitant une attention particulière. « Pour obtenir un hôte de 400 Go, nous avions besoin de toutes les performances PCIe possibles : 16 voies de PCIe 5 maintiennent le moteur DMA alimenté », explique Schweitzer. « Nous avions également besoin d'une mémoire plus rapide pour le DMA et le FIFO, et quatre canaux de GDDR6 de chaque côté nous y ont permis.

Visualisé dans l'empreinte du Speedster7t, l'ANIC ressemble à ceci. Notez qu'il s'agit tous de blocs IP optimisés avec une synchronisation fermée vérifiée à grande vitesse.

Diagramme d'empreinte Achronix ANIC

Ouvrir de nouvelles possibilités pour une gestion intelligente du trafic

ANIC constitue la base du développement de SmartNIC, permettant aux clients de définir des capacités de mise en forme de paquets et de gestion du trafic dans du matériel à l'échelle des points de terminaison fonctionnant à des vitesses SmartNIC de 400 GbE. Les clients bénéficient d'un délai de mise sur le marché plus rapide et d'un contrôle sur la personnalisation de l'IP ANIC et de leur logique à valeur ajoutée. La duplication ou la déduplication des paquets, l'exécution de magasins clé-valeur locaux et d'autres opérations sont possibles sur les flux de paquets à l'aide des SmartNIC.

La sécurité du réseau s'améliore grâce à une gestion intelligente du trafic pour la réception et la transmission, mais les SmartNIC appliquent traditionnellement des politiques uniquement à la réception. ANIC permet d'appliquer des politiques aux données reçues et transmises. "Disons qu'une nuit, un serveur d'applications génère soudainement un volume de trafic inhabituel à 2 heures du matin, alors que personne ne devrait travailler", commence Schweitzer en anecdote. « Dans une architecture de réseau d'entreprise conventionnelle, l'augmentation du trafic atteindrait une appliance telle qu'un pare-feu hautes performances, et celle-ci devrait disposer des règles appropriées pour arrêter les paquets. En déplaçant ces mêmes règles vers une SmartNIC 400 GbE avec ANIC IP installée sur le serveur d'applications, le trafic suspect ne le quitte jamais, empêchant ainsi la propagation et réduisant la charge sur le réseau.

L’intelligence artificielle (IA) occupe également une place importante dans l’échelle des possibilités de l’ANIC. Les processeurs d'apprentissage automatique (MLP) du Speedster7t pourraient apprendre et déployer des règles ANIC en observant les modèles de trafic SmartNIC avant que les équipes de sécurité réseau ne remarquent une vulnérabilité. L’apprentissage natif des points de terminaison pourrait également conduire à un équilibreur de charge virtuel, distribué et intelligent, déchargeant le trafic vers d’autres plates-formes si des modèles de trafic concentrés émergent.

Achronix déploie de gros efforts pour garantir que son FPGA Speedster7t hautes performances est prêt pour les applications avancées du monde réel. Une SmartNIC 400 GbE n'est qu'un cas d'utilisation possible pour le Speedster7t – et c'est un bon cas puisque peu d'autres approches peuvent atteindre les mêmes résultats. Nous nous attendons à ce que l'innovation des clients prenne le dessus avec une gamme de solutions différenciées construites sur une IP ANIC 400 GbE.

Apprenez-en plus dans le communiqué de presse d’Achronix :
Achronix repousse les limites du réseau avec 400 GbE et PCIe Gen 5.0 pour les SmartNIC

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