大数据、多媒体通信和云服务使服务提供商不得不部署智能的网络基础架构。 这些网络基础架构的核心是配备最新多核处理器的智能网络系统。 而这些多核处理器上运行的软件需要支持控制平面处理和复杂的数据包处理功能,提供最佳的性能及更快的上市时间。

本文将探讨使用风河智能网络平台 (INP) 在 Intel® Xeon®处理器上开发高性能网络应用的好处。 风河系统 (Wind River Systems) 是Intel®智能系统联盟的 Associate 级会员。 联盟的250多名会员与 Intel 紧密合作,提供硬件、软件、工具及服务,致力于将智能系统加速推向市场。

开发网络基础架构

固网及无线网络上的网络流量在飞速增长。 互联网接入、云服务、视频和电视点播及 IP 语音电话 (VoIP) 驱使网络带宽不断发展。 LTE/4G 无线网络和增强型分组核心 (EPC) 使移动设备的容量得到了大幅提高,现在许多地区的可用最小容量为 10Mbps,而一些运营商正在规划采用 LTE-Advanved 网络提供 1Gbps 的容量支持。

为了使提供服务获利,服务运营商正投资基于应用、可用带宽及用户状态的可有效控制网络流量的智能网络。 这些新网络完全采用分包方式,可处理数据、视频和语音混合信息。 在这些网络核心上的智能网络系统必须高效地将数据包转发到目的地,通过分析流量来识别应用和用户,并通过检查数据包内容来滤掉恶意软件和其他不适宜内容。

风河智能网络平台 (INP)

风河智能网络平台 (INP) 是一个经过集成和优化的软件系统,旨在使设备供应商提供可加速、分析网络流量和应用,并可确保安全的高性能网络系统。 该 INP 包括用于开发网络系统的关键运行时组件,其使用最新处理器:包括基于 Sandy Bridge 微架构的 Intel Xeon 处理器。

如图 1 所示,INP 集成了两种运行时解决方案:Linux 操作系统和多核处理器上运行的高性能数据平面引擎。 该平台可用于原生 Linux 应用和不断增长的数据平面应用。 该 INP 已对风河运营级 Linux 进行了优化,这是一种商业级开源运行时解决方案,符合电信级 Linux 5 规范。 开发人员还可使用自己的 Linux 发行版。

图 1.风河智能网络平台 (INP)

风河应用加速引擎 (1) 是一种经过优化的网络协议栈,支持第 3 层和第 4 层网络协议。 内容检查引擎 (2) 是一种应用于深度包检测 (DPI) 的高速模式匹配解决方案。流量分析引擎 (3) 允许协议和应用识别,是智能网络系统的重要组成部分。

图 2. Intel ®数据平面开发套件和 INP

该应用加速引擎与 Linux 在数据平面上结合工作,并使用 Intel ®数据平面开发套件 (Intel ®DPDK)。如图 2 所示,INP 与 Intel DPDK 紧密结合,利用程序库对 Intel 处理器上运行的网络应用和协议进行加速。风河应用程序加速引擎支持 1、10 和 40 Gbps 接口,而风河公司声称 IP 转发可提升高达1100%,TCP 提升高达 650%。

流量分析和内容检查

图 3 为风河流分析引擎。将数据包从输入数据包流中提取出来,并使用数据流类库将其分为不同的流量。流分析引擎还可用来识别与单个数据包和流量通信有关的协议和应用程序。流分析引擎的流量信息被转发到其它 INP 内部或外部网络单元,并可用于优先化与高价值应用或用户相关联的流量。

图 3.风河流分析引擎

风河内容检查引擎是一个高速模式匹配的解决方案。 该内容检查引擎将正则表达式组与传入的数据包流中提取的数据块或数据流进行匹配。 运行时引擎将数据与一个编译模式数据库进行匹配。 支持匹配跨任意数量块写并符合特定行业标准的 Perl 兼容正则表达式 (PCRE) 句法。

媒体网关示例

风河智能网络平台可在许多不同网络系统中使用。 媒体网关给用户提供的视频流就是个简单的例子。 媒体网关把视频流分成数据包并由 INP 应用加速引擎转发,并通过 INP 流量分析引擎识别单个视频流。 用于检测恶意软件的 INP 内容检查引擎负责监测视频流的内容。 该 INP 的各部分协同工作, 以确保媒体网关提供高质量的视频流。

总结

风河智能网络平台结合了 Intel DPDK 和 Intel Xeon 处理器,为加速数据包转发、流量分析和内容检查提供了一个高性能的解决方案。 由于采用了标准化处理器和现成的软件系统供应商,风河智能网络平台可以高效地开发智能化网络系统,这将最大限度地提高网络吞吐量和服务提供者的投资回报。

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Simon Stanley
流动记者(Intel® 订约人),Intel®智能系统联盟
Earlswood Marketing首席顾问
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