中国电信联手联想，Cavium和Panath发布基于智能网卡的vBRAS数据面性能测试报告

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在2016年上海世界移动通信大会上，中国电信发布了转型3.0战略；2016年7月11日，中国电信发布了《转型3.0战略下中国电信ctnet2025网络架构白皮书》，宣布全面智能网重构，构建下一代网络架构，中国电信正式进入新转型战略实施阶段。作为运营商最大的核心资源，网络智能化改造是中国电信实施新转型战略的四大核心措施之一。根据中国电信ctnet2025网络体系结构白皮书，其网络体系结构重构和演进的关键是在网络中引入基于通用基础设施的sdn/nfv技术。

鉴于中国电信集团的网络转型战略，作为中国电信集团公司运营支撑和业务技术研发三大研究机构之一的广州电信研究院，从2016年开始全面开展了nfv的研究和探索。

nfv研究的核心项目之一是openbras开源社区(Open Source Community)的建立，旨在构建一个开放、开源的vbras系统(Virtual宽频远程接入服务器)，促进vbras系统的推广，实现业务控制的开源和数据转发的开放，进一步推动vbras的发展。Vbras是传统宽带远程访问服务器的nfv实现。其主要思想是将网络功能从专用硬件中分离出来，在商用现成的通用硬件上实现传统网络的一系列功能。

在对openbras的研究中，广州电信研究院发现基于x86的dpdk转发平面难以满足宽带远程接入业务的高性能要求。广州电信研究院与联想、cavium和panath合作，对联想nfvi整体机柜方案中智能网卡vbras数据平面的性能进行研究和评估，推动了vbras控制面板和转发平面分离方案的商业化部署。

整个系统架构如下图所示。bras的所有转发平面都卸载到智能网卡上进行处理，在没有x86主机参与的情况下，只有控制平面消息会从智能网卡转发到虚拟化控制平面单元进行处理。

经过整体测试的基础资源架构平台选择了联想的nfvi硬件加速全机柜解决方案，包括联想x86 2u标准机架式服务器、网络交换机、标准工业机柜等硬件设备，以及cavium的cn2360-225svpn-g25g liquidio智能网卡，部署了联想thinkcloud操作级openstack和分布式存储软件。物理基础设施统一平台管理软件，其中基于cavium的智能卡上的pppoe数据平面转发由cavium和电信软件合作伙伴panath实现和优化，性能数据如下:

从以上测试结果来看，卸载后的性能非常好。从数据可以看出，单个网卡74字节数据包的处理能力达到33.76百万分之一秒；；当平均消息大小为150字节时，25g网卡可以达到线速。联想nfvi机柜方案配置12个计算节点，每个节点采用cavium双端口25g智能网卡方案，可实现整体600 gbps的分组转发能力(1.2 tbps交换能力)。

广州电信学院的欧亮博士表示，随着家庭宽带用户数量的快速增长和对带宽要求较高的新业务的快速发展，作为固网宽带业务核心网元的bras面临着资源利用率低、管理维护复杂、业务开通缓慢等挑战。因此，广州电信学院与行业厂商共同建立了openbras社区，旨在利用开源社区的力量，促进未来bras服务的开放性和创新性。联想、cavium和panath对智能网卡的卸载测试是为了探索未来在nfv环境下开发vbras的技术路线。

联想集团副总裁黄英博士表示:联想积极与运营商和nfv生态系统制造商合作，根据nfv的应用特点，优化定制了其nfv基础设施软硬件产品的性能，能够满足运营商对nfv的严格要求，帮助运营商加快nfv解决方案的商业化规模部署进程。鉴于bras等网元的高转发性能要求，联想正在积极探索硬件加速方案。与中国电信、cavium和panath的联合研究在这一领域取得了重要成果。

卡维姆以太网适配器市场副总裁克里斯·莫兹说:

“我们很高兴与中国电信、联想集团和panath合作，在智能网卡上实现关键nfv功能vbras的卸载，并通过多样化和可互操作的生态系统推动nfv的大规模部署。”具有各种计算、i/o和实时处理要求的电信应用需要更高的可扩展性和更优化的解决方案。作为行业内智能网卡供应商的领导者，cavium的liquidio智能网卡可以提供具有高性能通用cots硬件(如thundex workload optimization data center server processor)的高度可扩展的nfv虚拟化解决方案，并通过使用标准软件平台和生态系统来满足这些要求。

泛亚研究与开发副总裁罗伊李表示:电信网络的nfv和不断增长的网络数据流量肯定会给数据平面处理性能带来挑战。虽然x86与dpdk结合使用来实现数据平面转发平面服务，但它将面临系统整体吞吐量下降和计算机资源不足以支持控制平面需求的挑战。作为cavium智能网卡的软件生态合作伙伴，panath非常高兴能参与此次poc，并为智能网卡在nfv的应用探索做出贡献。