基于賽靈思 FPGA 的可編程COTS NIC 可將 NFV 軟件應用性能提升 50 倍。

向網絡功能虛擬化 (NFV) 和軟件定義網絡 (SDN) 的轉變代表了近 20 年來最具變革性的架構網絡發展趨勢。由于 NFV 和 SDN 承諾系統開放性和網絡中立性，因此有望給未來的通信網絡和業務的成形造成深遠影響。

我們 Ethernity Networks 公司正在利用賽靈思器件，率先向市場推出真正開放的、高度可編程的 SDN和 NFV 解決方案。讓我們來看一下Ethernity 公司在首次探索 NFV 和SDN 的前景和要求之后，是如何打造其解決方案的。

硬件和 NFV/SDN 變革遍地開花過去幾十年間的網絡基礎架構業務在很大程度上可謂是大型機業務模式的延續，在這種模式下，屈指可數的幾家大型公司提供專有局端基礎設備，而這些設備又運行專有的軟件，這樣構建的全部意圖都是為了不與競爭對手的系統進行通信。在大多數情況下，基礎架構廠商為其客戶的每個網絡節點都創建定制硬件，并將每個節點都構建成最低可編程性和可升級性節點，以確保那些希望對網絡進行擴展或升級的客戶會從同一廠商旗下購買下一代設備；或者讓客戶完全無法選擇從其他公司購買全新網絡，最終只能重蹈覆轍。

在過去五年中，來自運營商、學術機構以及廠商的新貴一直在呼吁，即通過最大化硬件與軟件的可編程性來過渡到無處不在的硬件、網絡中立、開放系統以及軟件兼容性。NFV和 SDN 是這一發展趨勢的先鋒，為這一不斷成長且一定會成功的革命高舉旗幟。

憑借 NFV，公司可通過軟件在商用的通用硬件平臺上運行各種網絡功能，這與在昂貴的定制專有硬件上運行每項特定網絡任務截然不同。將這些無處不在的開放式平臺的可編程性最大化，使公司能夠在數據中心甚至更小的網絡節點中運行眾多之前由特定硬件設備執行的任務。NFV 允許運營商根據需要只將給定服務的新網絡軟件上傳到商用硬件資源，從而可以進一步減少創建新的網絡服務所需的時間。運營商因此可以輕松擴展網絡并為其公司選擇同類最佳功能，而不用被迫購買和使用軟件靈活性有限的新型專有硬件。

NFV 是有效的，因為網絡中的很多節點都具有一般性的功能要求。具備一般性要求的節點包括交換機和路由器、數百萬流分類、訪問控制列表 (ACL)、狀態流感知、深度數據包檢測 (DPI)、隧道網關、流量分析、性能監控、分段、安全性、虛擬路由器和交換機。但NFV 自身也面臨諸多挑戰。預計因特網和數據中心流量在未來幾年內將呈指數級增長，因此網絡局端基礎設備必須能夠應對流量的巨大增長。僅依靠軟件可編程性并不足以使通用硬件能夠隨著帶寬需求的增長而進行輕松擴展。無處不在的硬件需經過重新編程來優化總體系統性能。這允許廠商和運營商以“更智能，而不是更辛苦的工作”方式來利用 NFV 和 SDV，從滿足運營商的最終客戶（即消費者）不斷提高的網絡要求。真正的軟/ 硬件可編程基礎架構才是真正實現 NFV 和 SDN 的愿景的唯一方式。

SDN 同時在物理與虛擬設備中的網絡控制層與底層數據轉發層之間使用基于標準的軟件抽象, 這消除了傳統分布式網絡基礎架構復雜且靜態的本質, 是一種現代的聯網方法。在過去五年中，行業制定了一項標準數據層抽象協議 OpenFlow，其提供的新穎實用方法可以借助基于集中軟件的控制器來配置網絡架構。

具有集中軟件配置的開放式 SDN平臺通過可編程性和自動化顯著提升了網絡敏捷性，同時大幅降低了網絡運營成本。OpenFlow 等業界標準數據層抽象協議使提供商可以自由使用任何類型和品牌的數據層設備，因為所有底層網絡硬件均可通過一種通用抽象協議來進行尋址。重要的是，OpenFlow 便于使用“裸機交換機”，同時避免傳統廠商的套牢，使運營商同樣能夠自由選擇目前可在 IT 基礎設施的其他領域（如服務器）中輕松找到的網絡。

由于 SDN 還處于起步階段，因此標準仍在不斷演進。這意味著設備廠商和運營商需要防范風險，并利用FPGA 的硬件及軟件的可編程性, 以最大的靈活性對 SDN 設備進行設計和操作。目前上市的基于 FPGA 的SDN 設備即使對于大規模部署也相當實惠。基于 FPGA 的 SDN 設備具有高度的高硬件與軟件靈活性并且盡可能符合 OpenFlow 協議要求。

性能加速需求
或許, 對 NFV 和 SDN 而言，要超越開放性最關鍵的要求就是高性能。盡管 NFV 硬件看起來比專有系統更便宜，但 NFV 架構需要保持極富競爭力的大數據量，滿足下一代網絡的復雜處理要求并不斷提升能效。