Akademické sdružení CESNET loni ve spolupráci s francouzskou firmou Reflex CES vyvinulo a vyrobilo jednu z prvních 400Gb akceleračních síťových karet na světě. Postavená je na FPGA čipu Altera (Agilex), což je součást Intelu, kterou nyní čeká dělení do samostatné firmy. Karta je určená pro přesné monitorování sítě a pro aplikace zajišťující bezpečnost síťové infrastruktury.
Kartu, jejíž oficiální označení je Reflex CES XpressSX AGI-FH400G (stojí asi 300 tisíc, zapojuje se do dvou slotů PCI Express a žere asi 150 wattů), si můžete prohlédnout v naší galerii.
Autoři z CESNETu k tomu také vydali dokument popisující zachytávání paketů, k dispozici je rovněž open source vývojářský kit, vychází se z projektu Liberouter.
CESNET ze společného projektu dostává licenční poplatky. Reflex CES kartu vyrábí a prodává. Podporu FPGA návrhu zajišťuje firma BrnoLogic zabývající se FPGA a ASIC. Jde o spin-off z VUT v Brně, které ve startupu vlastní čtyřprocentní podíl. Zbytek ovládají Jan Kořenek, Pavol Korček a Lukáš Kekely. Karta je také výsledkem projektu FOKUS finančně podpořeného Ministerstvem vnitra.
BrnoLogic dle svých slov vidí velký potenciál v síťových FPGA kartách (SmartNIC). V Brně je pro podobné aktivity dobré zázemí. Kromě CESNETu a VUT tam má vývoj Intel, což je výsledek akvizice části tamní firmy Netcope Technologies. Druhá část Magmio se také věnuje FPGA.
Jiří Sikora, Jakub Cabal a Jan Kořenek z CESNETu kartu popisují takto:
Díky nové generaci sběrnice PCI Express umožňuje karta přenést plnou kapacitu linky do paměti hostitelského počítače, a jednoduše tak rozdělit monitorovací a bezpečnostní funkce mezi hardware a software. V současné době nejsou komerčně dostupné servery, které by podporovaly nejnovější standard PCI 5.0. Nicméně i na tuto skutečnost návrh nové karty pamatuje. Karta je vybavena rozšiřujícím konektorem, který umožňuje přenášet data paralelně po dvou PCIe slotech, a dosáhnout tak požadované 400Gb rychlosti i v případě použití o něco dostupnějších PCIe 4.0 sběrnic.
Návrh monitorovací karty vychází z dlouholetých zkušeností sdružení CESNET v oblasti hardwarové akcelerace a rychlého zpracování síťového provozu. Už v roce 2015 vytvořil výzkumný tým ze sdružení CESNET a společnosti Netcope Technologies jednu z prvních 100Gb akceleračních karet, která získala o rok později cenu Česká hlava v kategorii Industrie. Další výzkum sdružení se soustředil na flexibilitu programování akceleračních karet pomocí jazyka P4 a na zvyšování rychlosti zpracování síťových dat na 400 Gb/s.
Zpracování síťových dat na rychlosti 400 Gb/s přináší řadu problémů. Díky vysoké rychlosti přenášených dat může během jednoho cyklu hodin přijít hned několik paketů najednou. Abychom mohli zpracovávat data na takto vysokých rychlostech, bylo nutné vymyslet efektivní způsob paralelního zpracování, který na jedné straně umožňuje dosáhnout požadované rychlosti 400 Gb/s a na druhé straně efektivně pracuje s dostupnými hardwarovými zdroji v technologii FPGA.
Nová 400Gb FPGA akcelerační karta je vybavena jedním rozhraním 400Gb Ethernetu, quad-core 64bit ARM Cortex-A53 procesorem s DDR4 pamětí a dvojicí slotů rychlých dynamických pamětí DDR4 s kapacitou až 2× 32 GB a rozhraním PCIe 5.0. Vznik karty byl podpořen společností Intel prvními vzorky nových FPGA SoC čipů Agilex I-Series, které podporují nejen rozhraní 400Gb Ethernetu, ale také umožňují připojení na PCI Express sběrnici 5. generace (PCIe 5.0).
Chci odebírat newsletter
ČLÁNKY DO MAILU