2023-09-11-中国联通-2023年中国联通DPU网络域场景应用白皮书_52页_2mb

中国联通DPU网络域场景应用白皮书总结

DPU（Data Processing Unit）是一种新型计算技术，用于提升网络域云基础设施的性能、安全性和资源利用率，以满足5G和未来6G网络需求。

1. 背景

随着NFV（网络功能虚拟化）在5G网络中的普及，网络域云资源面临资源统一管控、算力损耗、转发性能不足、安全风险和节能挑战。后摩尔时代CPU算力提升放缓，DPU作为新型计算技术，基于可编程硬件，提供灵活高效的数据处理，旨在解决上述问题。

2. DPU 技术分析

DPU具备以下特性：

• 灵活可编程：支持通用、网络和专用可编程计算资源，实现基础设施功能卸载。
• 统一资源管控：协调计算、网络和存储资源，简化运维。
• 算力卸载：减少CPU资源占用，释放更多算力给业务应用。
• 低时延网络：提供高性能转发能力，支持400G网络演进。
• 安全可信：包括物理隔离、安全启动、分布式防火墙和数据加密。
• 产业生态：当前DPU市场快速发展，但生态尚不成熟，需标准化和开源生态建设。

3. 网络域云基础设施面临的问题

主要问题包括：

• 资源统一管控：虚机、裸金属和容器资源缺乏统一管理，导致部署复杂。
• 通用算力损耗：NFV层占10%-20% CPU资源，影响业务性能。
• 转发性能：网络报文处理需更多CPU核，高带宽场景下转发能力不足。
• 安全风险：裸金属易受攻击，虚拟化逃逸威胁存在。
• 绿色节能：数据中心能耗大，资源利用率低。

4. DPU 在网络域中的应用方案

应用场景包括：

• 虚机方案：通过DPU卸载Hypervisor和网络/存储功能，提升安全性、性能和资源利用率。
• 云化裸金属方案：将存储、计算和网络功能迁移至DPU，实现弹性部署和安全隔离。
• 扩展应用：控制节点下沉、边缘盒式一体机、网内计算，支持分布式部署和复杂业务处理。

5. 引入 DPU 的挑战与建议

挑战包括：

• 架构演进：需推动NFV体系向三层次解耦演进。
• 标准化：缺乏统一软硬件接口，引入DPU标准化难度大。
• 生态建设：需完善软件开发框架、API接口和产学研合作，加速生态成熟。
  建议：加强产业协作，制定标准，减少适配成本。

6. 总结与展望

DPU能显著改善网络域NFV的效率、安全和节能性能，支持6G "万物智联"愿景下的新型算力需求。未来需深化产业合作，推动DPU成为数据中心第三颗主力芯片，助力算网融合和数字化转型。

7. 缩略语列表

（略，详见原白皮书）