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在高速网卡中实现可编程传输协议

摘要:数据中心网络协议栈正在转向硬件,以在低延迟和低CPU利用率的情况下实现100 Gbps甚至更高的数据速率。但是,NIC中络协议栈的硬连线方式扼杀了传输协议的创新。本文通过设计Tonic(一种用于传输逻辑的灵活硬件架构)来实现高速网卡中的可编程传输协议。在100Gbps的速率下,传输协议必须每隔几纳秒在NIC上仅使用每个流状态的几千比特生成一个数据段。通过识别跨不同传输协议的传输逻辑的通用模式,我们为传输逻辑设计了一个高效的硬件“模板”,该模板在使用简单的API编程的同时可以满足这些约束。基于FPGA的原型系统实验表明,Tonic能够支持多种协议的传输逻辑,并能满足100Gbps背靠背128字节数据包的时序要求。也就是说,每隔10 ns,我们的原型就会为下游DMA流水线的一千多个活动流中的一个生成一个数据段的地址,以便获取和传输数据包。

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