英特尔® DSA 助力云轴科技网络性能提升，海量数据传输游刃有余

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通过采用英特尔 DPDK，并将 DPDK Vhost 的数据包拷贝操作从 CPU 卸载到英特尔 DSA，我们有效提升了云平台的网络性能，释放更多的 CPU 核心用于上层业务。结合 ZStack Cloud 在平台层面的底层创新，能够助力用户更高效处理海量数据，应对不断增长的业务压力，更好地 释放数据价值。

— 王为

ZStack 首席技术官

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挑战 ●如何提升云平台的网络服务能力，支撑大规模的数据传输与数据处理● 如何通过软件加速负载运行，降低 CPU 等硬件的占用率● 如何提升性能密度，降低总体拥有成本 (TCO)

概 述

作为云服务的重要基础资源，网络性能对于大规模数据的传输与处理有着重要意义。为了提升网络性能，云轴科技 ZStack 采用第四代英特尔 至强 可扩展处理器集成的英特尔 Data Streaming Accelerator（英特尔 DSA）加速器，以及英特尔 数据平面开发套件（英特尔 DPDK）进行加速，将网络性能提升了高达 1.117 倍¹ 。

解决方案

ZStack Cloud 云平台是遵循“简单、弹性、健壮、智能”的“4S”特性的私有云和无缝混合云产品。ZStack Cloud 产品已适配第四代英特尔 至强 可扩展处理器，可快速完成云平台整体部署。ZStack Cloud 基于高可用和分布式架构，面向中小型企业以及云计算服务提供商等多种用户，能够有效地帮助用户构建和维护稳定的多云环境，提高故障处理效率，降低运维成本。

图 1. ZStack Cloud 云平台架构图

为提升网络性能，ZStack Cloud 采用了第四代英特尔 至强 可扩展处理器进行加速。第四代英特尔 至强 可扩展处理器提供了出色性能和安全性，可根据用户的业务需求进行扩展。英特尔 数据流加速器（英特尔 DSA）是第四代英特尔 至强 可扩展处理器中的高性能数据移动和转换加速器，为数据移动提供了高带宽和低延时，可用于卸载 DPDK Vhost 中的数据包拷贝操作。

图 2. 由英特尔 DSA 赋能的物理机-虚拟机-物理机数据传输路径

在实际应用中，ZStack Cloud 在 DPDK Vhost 中将数据包拷贝操作从 CPU 卸载到英特尔 DSA，使得 Vhost 的处理内核可以避免进行繁重的数据包拷贝。

图 3. ZStack Cloud 将数据包拷贝操作卸载到英特尔 DSA

通过使用英特尔 DSA 加速器卸载 DPDK 下的数据包拷贝，ZStack Cloud 云平台在同节点通信下的网络带宽性能得到了 1.117 倍的性能提升，在跨节点通信场景下的网络带宽性能得到了 1.092 倍的性能提升² 。

图 4. OVS-DPDK 在启用英特尔 DSA 前后的吞吐性能对比（越高越好）³

测试结果表明，当数据包大小超过 256 字节时，英特尔 DSA 可以为 DPDK Vhost 带来显著的性能提升。当数据包大小超过 1K 字节时，英特尔 DSA 搬运数据的效率全面优于使用内核。在媒体流服务器和分布式数据处理服务器等应用场景中，英特尔 DSA 加速的 OVS-DPDK 均能够提供高效透明（虚拟机内应用无感知）的底层优化。

收 益 显著提升网络性能，加速虚拟机典型实例之间的数据移动，满足网络 密集型应用的需求，例如，其有助于降低流媒体业务的网络带宽抖动，在影视渲染场景中加快渲染节点和存储节点之间传输，在 AI 训练场景中实现云内网络进行高速互联； 将 ZStack Cloud 底层的数据包拷贝工作从 CPU 核心卸载到英特尔 DSA 模块，释放更多的 CPU 核心用于上层业务，有助于降低硬件投入，提升投资收益； 可有效利用英特尔 DSA，无需对上层业务进行定制改造，即可提供高带宽和低延时的网络服务； 通过开放式架构可以实现横向扩展，不受硬件型号限制，实现横向 扩容。

展 望

本次验证显示，英特尔 DSA 可在虚拟机实例数据移动等应用中，发挥出色的数据传输加速作用。ZStack 与英特尔将在此合作基础上，进一步探索利用第四代英特尔 至强 可扩展处理器的不同加速器加速负载运行，助力客户加快云平台变革。

参考资料：

1 截止 ZStack 和英特尔 2023 年 7 月的测试结果。测试配置：双路英特尔 至强 金牌 6426Y 处理器，384 GB 总内存 (12*32 GB 4800 MHz)，1*1.92 TB 固态盘，1*英特尔 以太网控制器 E810-XXV（25G 双端口），2*英特尔 以太网控制器 X710（10G 双 端口）。

2,3 截止 ZStack 和英特尔 2023 年 7 月的测试结果。测试配置：双路英特尔 至强 金牌 6426Y 处理器，384 GB 总内存 (12*32 GB 4800 MHz)，1*1.92 TB 固态盘，1*英特尔 以太网控制器 E810-XXV （25G 双端口），2*英特尔 以太网控制器 X710（10G 双端口）。

实际性能受使用情况、配置和其他因素的差异影响。更多信息请见 www.Intel.com/PerformanceIndex

性能测试结果基于配置信息中显示的日期进行测试，且可能并未反映所有公开可用的安全更新。详情请参阅配置信息披露。没有任何产品或组件是绝对安全的。

具体成本和结果可能不同。

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