博通Israel Meilik：可编程芯片掀起新的路由时代
博通Israel Meilik：可编程芯片掀起新的路由时代
以下是2020网络数据平面峰会博通Israel Meilik先生的演讲整理。
Israel Meilik先生是博通的Fellow，StrataDNX芯片系列的首席架构师，自2004年领导 DNX芯片数据包处理（PP）体系结构的设计。Israel参与并领导了DNX所有系列（Timna，Perta，Arad，Jericho，Jericho2等）PP方面的架构设计，并引领下一代DNX设备的PP架构。Israel毕业于以色列理工学院电气工程专业，是数据包处理和网络体系结构方面的专家，拥有超过25年的经验，并拥有四项美国专利。
（文末有视频链接）
网络需求在变，芯片设计也在超前布局
Israel Meilik首先从网络的三大需求趋势高带宽、可编程、大规模介绍了博通覆盖全网络的产品线划分，包含三款不同侧重的芯片系列：Jericho、Tomahawk、Trident。
提出NPU作为网络处理单元的局限性，指出NPU来源于运营商网络，但现今大规模数据中心等新场景的出现，传统的NPU模式不能很好的应对复杂的场景。从芯片设计思路到细节的流水线架构设计，对Jericho 2芯片进行了全面的讲解。
Jericho 2芯片的打开数据中心应用新场景
Israel也着重介绍了博通和Ucloud的合作，联合打造的基于 Jericho2 芯片的下一代物理云网关。在技术层面上，UCloud 通过在 Jericho2 可编程交互芯片上定制了管线来作为 TC Flower 的 FastPath，并在交换机控制面运行 Linux + OVS 作为 SlowPath ，并通过 TC Flower Offload 将两者集成在一起，从而实现硬件的加速。
当报文进入交换芯片，首包未命中时通过可编程交换机的虚拟网卡进入交换机的 Linux 内核，通过 OVS 的 Datapath 触发 ovs-vswitchd 下发新的 Openflow 流表。UCloud 通过对 OVS 做了尽量少的改动，将原先通过 Netlink 发送到内核去的 TC Flower 卸载消息通过 UNIX 套接字发送到运行在用户态的 Jericho2 Agent，它再将消息转化为对应的可编程交换机的消息下发给交换芯片。后续报文将直接命中交换机管线中的流表，由交换芯片转发。
Jericho2 提供了业界独一无二的可编程架构，除了管线节点可编程外，还可以进行管线延展，在增加了处理流程的同时而没有损失任何转发性能。其基于 C++ 的编程工具链，成熟且直观，使 UCloud 可以轻松的基于现有芯片添加功能、在线升级，并轻松的根据实际需求进行定制和实施。得益于 Jericho2 灵活的可编程能力，UCloud 和博通合作在交换芯片上实现了 OVS 的 TC Flower 卸载转发面，可以实现和智能网卡同样的 OVS 卸载功能，但达到了 4.8T 的转发性能，相当于 48 块 100G 智能网卡。并且还保留了进一步扩展定制的能力，以实现 UCloud 使用的 Overlay 封装格式 GRETAP 为例，可以完全自行开发、灵活修改，一周的工作就能完成。
另外 Jericho2 真正的模块化表项结构，所有表项共享同一块物理缓存，极大增加了片上资源的使用效率。管线上所有处理节点可以并行访问，根据不同的应用场景进行逻辑表项的灵活划分，使得同样的硬件可以应用在完全不同的使用场景。丰富的表项资源使得新一代的网关能够完全满足用户现有甚至未来可见数年的规格需求。
Jericho VS NPU，掀起新的路由时代
NPU的设计源于运营商的网络需求，随着上层应用高歌猛进的发展对底层基础设施提出更多的需求，对网络高需求也随之传递而来。Jericho2芯片凭借优秀的可编程能力，对性能释放有了更灵活的把控。下面是Jericho2芯片和NPU的性能对比。
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