SDNet 開発環境
コントロール プレーンから
データ プレーンまでプログラマビリティを拡大
ソフトウェア定義のハードウェア プロセッシングの実現
ネットワーキング向けの SDNet™ 開発環境でザイリンクスの FPGA および SoC デバイスを設計すると、次世代のハードウェア アクセラレーションを使用したソフトウェア定義ネットワークの構築が可能になります。
SDNet は、高スループットで低レイテンシのパケット処理機能をサポートし、制御プレーン ソフトウェアと動的に連携するコンテンツ インテリジェンス機能を備えた、ソフトウェアでプログラムできるデータ プレーン ハードウェアを介して、これまでとは全く異なる差別化要素をもたらすことができます。また、近年のコンテンツ指向、インテントベース、ゼロタッチのネットワークに要求される性能、柔軟性、およびセキュリティの問題にも対応できます。
SDNet は、ネットワーク機能仮想化 (NFV) やネットワーク セキュリティ (IPSec、SSL、NGFW など) を備えたソフトウェア定義ネットワーク (SDN) を含む、ネットワーク スイッチング、ネットワーク スライシング、データセンター ネットワーキング、マルチアクセス エッジ コンピューティング (MEC) などの分野のデータ プレーン アクセラレーションに対応します。
ソフトウェア定義のプログラマビリティ
SDNet では、最新の P4 パケット処理言語をサポートするソフトウェア定義のデータ プレーン ハードウェア開発が可能になります。最新の P4 には、ザイリンクス デバイスの独自のホワイト ボックス ハードウェア機能を効果的に活用するために、いくつかの新しい一般化プログラムが追加されています。これにより、潜在的な無駄が生じる固定リソースの ASIC を使用するアプローチとは対照的に、特定のネットワーク要件に合わせて正確なハードウェアを定義できます。また、SDNet は、P4 でプログラムされたデータ プレーンに標準のランタイム ソフトウェア API を構築することで、低速パスのパケット処理やネットワークの動作と管理のための標準ソフトウェア スタックへの投資を確実に保護します。
通信事業者や MSO 事業者は、SDNet の優れた機能と P4 プログラミング モデルを利用することによって、既存のサービスを一時的に停止することなく、またハードウェアの再検証やトラックロールを行わずに独自の差別化サービスを動的に提供できるようになります。結果として、設備投資、運営費、開発時間を大幅に削減し、サービス プロバイダーに高い収益をもたらします。ネットワーク機器メーカーやネットワーク接続されたサーバー プロバイダーにも同様のメリットがあり、豊富な機能を備えた柔軟なハードウェア プラットフォームによって、コンテンツ対応型データ プレーン ハードウェアの開発においてさまざまな差別化を行うことができます。
SDNet によってもたらされる主なメリット:
- 高性能かつ柔軟な QoS (サービスの品質)
- フローおよびセッションに対応する機能
- 完全にプログラム可能なハードウェア データ プレーンおよび I/O
- ユーザー定義、カスタム機能を含むワイヤー スピードのネットワーク機能をサポート
- 拡張可能なライン レート (1G ～ 400G)
- 不正侵入防御/検知 (IPS/IDS) およびディープ パケット インスペクション (DPI) などのセキュリティ アプリケーションのパケット分類
- L2-L7 プロトコル テスターのパケット生成とチェック
- 防衛および軍事アプリケーションにおけるカスタム プロトコル処理
次の図は、システム設計者が デバイス アーキテクチャの詳細知識がなくても、ザイリンクス テクノロジのメリットを最大限に生かして、より高性能なネットワークを実現できることを示しています。さらにこのインプリメンテーション フローでは、サービスの複雑なインプリメンテーション プロセスに時間を費やす必要がないため、提供するサービスの向上に注力できます。
ネットワーク デバイスのプログラマビリティをサポートするために、P4 (www.p4.org) は、汎用 CPU から NPU、FPGA、およびカスタム ASIC に至るまでのさまざまなターゲット デバイスでネットワーク パケットが処理される方法を記述するための新しいプログラミング言語として開発されました 。P4 は、次の 3 つの項目を念頭に置いて設計されました。
- プロトコルに依存しない: デバイスは特定のプロトコルでベイク処理されるべきではない
- フィールドで再構成可能: デプロイ後でもデバイスの動作を変更可能にする
- ポータビリティ: プログラムは特定のハードウェア ターゲットに限定されるべきではない
P4 は、パケット処理用として広く採用されている業界初のドメイン特定言語です。ザイリンクスは、SDNet 開発環境の標準プログラミング言語として P4 を採用しています。SDNet では、2017 年 5 月にリリースされた最新の P4_16 言語仕様を使用しています。また、将来的な標準化を見越して、この言語の一般化プログラムへの早期アクセスを提供しているため、パケット処理の効率化やパケット処理アーキテクチャの定義が可能です。P4-SDNet の初期のユース ケースには、INT (Inband Network Telemetry) やライン レートで動作する NFV サービス ファンクション チェイニング (SFC) において高速化されたデータセンター SmartNIC アプリケーションなどがあります。
この言語仕様を開発した P4 コミュニティは、今後も管理および開発を続けています。P4 には、一連のオープンソース ツール (コンパイラ、デバッガ、コード アナライザー、ライブラリ、ソフトウェア P4 スイッチなど) とサンプル P4 プログラムが含まれるため、ユーザーは新しいデータ プレーンの動作をすばやく正確に作成して、ネットワーキング アプリケーションの新しいアイデアをプロトタイプ化できます。ザイリンクスは、このコミュニティの創設メンバーで、P4 言語仕様の開発で主導的役割を果たし、P4 プログラムの高性能な実装を早い段階で実証し、SDNet 開発環境で P4 を利用できるようにしました。