2024基于+DPU+的高性能存储网络技术报告_23页_2mb

基于DPU的高性能存储网络技术报告总结

报告背景

本报告探讨了基于DPU（数据处理单元）的高性能存储网络技术。ODCC（开放数据中心委员会）发布，旨在解决存算分离数据中心的存储性能瓶颈。重点包括NVMe-oF协议、RDMA技术和DPU角色，以提升存储网络效率和降低“数据中心税”。

核心内容

存算分离数据中心架构

• 存算分离通过将计算和存储资源独立，提高系统可扩展性和灵活性。面临挑战包括“存储税”（主机CPU占用10-20%）。
• 使用NVMe-oF协议替代传统TCP/RDMA，减少序列化操作，提升带宽和降低延迟。

基于DPU的高性能存储架构

• DPU卸载存储协议和网络处理，集成RDMA、NVMe over Fabric等功能：
  • RDMA技术提供低延迟、高吞吐量，支持内核旁路、零拷贝和CPU卸载。
  • NVMe over Fabric支持TCP、RDMA和FC网络，优先使用RDMA（如RoCE）。
• DPU核心技术包括IO虚拟化、安全加速和存储卸载，实现高性能存储虚拟化。

关键技术与优化

• DPU通过Non-offload、Zero-Copy和Full-offload模式优化存储路径：
  • Non-offload：依赖Embedded CPU，灵活性高但性能较低。
  • Zero-Copy：减少数据拷贝，提升性能。
  • Full-offload：完全硬件卸载，最小化CPU干预。
• 在裸金属场景，优化存储访问减少上下文切换和数据拷贝；在虚拟化场景，实现远程存储本地化，接近零性能损失。

应用场景

• 裸金属场景：提供高性能存储访问，适用于大型数据库和HPC。
• 虚拟化场景：通过SR-IOV直通虚拟存储设备，提升云服务效率。

挑战与展望

• 挑战：分布式存储的条带化、EC计算等需DPU异构计算支持。
• 展望：DPU将在智算中心深化应用，促进存储协议统一、数据保护下沉等，推动数据中心向高效化发展。

参考

• ODCC标准遵循及行业合作需引用相应来源。