NVIDIA DOCA 1.1加速应用在DPU上的开发

NVIDIA发布NVIDIA DOCA 1.1 —— 用于BlueField DPU（全球最先进的数据处理器）的软件框架。最新版本的NVIDIA DOCA将延续DOCA抢先体验计划的强劲势头，提供更多的DOCA SDK内容、运行时和服务，助力开发者加速在DPU上的应用开发。

DPU的作用在网络功能和虚拟化资源的卸载、加速和隔离中越来越重要。现代应用需要将大量的网络操作交给CPU来处理，这成为了在每个主机中都配备DPU的强动力。相比标准的CPU来言， DPU可以更快、更高效地处理所有这些虚拟化工作（如Open vSwitch（OVS）、SR-IOV、RDMA等）。此外，通过将DPU与主CPU分开运行，提供了更高的安全性和操作隔离，并无需CPU或主机操作系统的参与，便可检测并阻止恶意行为。

DOCA是释放DPU潜力的关键。应用开发者和NVIDIA技术合作伙伴能够通过DOCA加速交付在每个数据中心节点中的DPU上运行的服务。DPU为网络、安全、存储和基础设施管理创建了一个隔离的安全服务域。

DOCA 1.1版本建立在DOCA 1.0的强劲势头之上，并包含以下更新：

DOCA FLOW-LIB —— 用于网关性能的加速，以实现不同网络间互操作性

DOCA FLOW示例应用—— 用于URL和DNS过滤与转发功能

加速有状态流表（SFT）—— 用于连接追踪功能

加速正则表达式（RegEx）—— 用于与DPI Lib进行模式匹配

引入x86平台上的DOCA Runtime —— 用于加速在主机x86处理器上运行的应用， 不必所有的业务都卸载到DPU。

根据The Linley Group首席分析师Bob Wheeler近日发布的白皮书，“FLOW-Gateway库（基于流的网关库）基于数据通路上的SFT（有状态流量表）实现了一种硬件加速的网关。与基于DPDK的通用流的API（rte_flow）相比，该库为过滤和分配网络流量的网关应用提供了更高层的抽象。深度包检测（DPI）库同样结合了SFT和RegEx加速，向应用层开放了一个上层API。它可以根据一个编译后签名数据库对数据包的Payload进行不固定搜索。”

更多关于DOCA的信息，敬请阅读Wheeler的白皮书《基于DPU的硬件加速：软件视角》。

DOCA软件栈的各组成部分

下图是关于DOCA软件栈的基本框架：

DOCA有三个主要组成部分：驱动程序、库和各种服务。每个组成部分都在DPU上运行，包括BlueField和BlueField-X（一种紧耦合的DPU-GPU融合解决方案）。DOCA还包含在DPU上正式发布的或是正在开发和部署的参考应用，如网络、安全、存储、高性能计算/人工智能、电信和媒体等应用。所有这些应用都可以从CPU上卸载到DPU上，实现加速和隔离，从而大幅提高性能和效率，使数据中心变成一个加速的、完全可编程的、安全的且具有公有云的可扩展性的先进虚拟私有云。

有关DOCA各组成部分的详细介绍，请观看NVIDIA Ami Badani和Ariel Kit近日在2021年GTC大会上发表的题为“通过DOCA和最新的DPU软件对数据中心基础设施的加速功能进行编程”的演讲。

DOCA优点总结

DOCA旨在帮助开发者了解NVIDIA的愿景——打造集DPU、CPU和GPU三大支柱为一体的加速数据中心。通过DOCA，NVIDIA正在实现对DPU所有功能的访问，同时简化在DPU上创建新应用或整合现有应用到DPU上的操作。DOCA具有以下优点：

DOCA简化了使用DPU的基础设施应用和功能的开发与部署流程，使应用能够更快面市。

– 统一访问所有的DPU功能：通过将所有需要的资源放在一处来加速开发，避免跟踪开发的发散和不同的工具。

在底层DPU API构建一个带抽象层的上层库：合作伙伴能够从上层进行集成，以实现快速、简单和高性能的开发，或从底层进行集成，以实现更精细的控制。

向前/向后兼容：使用DOCA开发意味着应用可以在BlueField DPU的未来版本上无缝运行，同时获得更高的性能和扩展性。

基于容器化服务的DPU配置和部署 ：DOCA包含用于简化DPU设置、配置和各种服务编排的工具。

DOCA开发容器和SDK管理器——用于增强开发者体验，使您能够在任何系统上运用容器化的开发者环境创建最具创新力的应用，并使用SDK管理器轻松升级DPU卡和移植您的运行时应用运行在DPU 的 Arm核上。

发布了DOCA 1.1版本之后，NVIDIA还将继续为DOCA库、驱动程序和服务添加应用实例，助力于广泛的网络、存储、安全和基础设施管理用例等应用的开发。

此外，NVIDIA还将与其生态系统伙伴合作，提供联合解决方案以不断地推动这一强劲势头，首个解决方案即将面世。这个由DOCA/DPU合作伙伴和抢先体验开发者组成的生态系统正在迅速壮大，使客户能够接触到行业领导者一流的网络、安全和存储解决方案。

关于作者

Scott Ciccone 于 2020 年作为 Cumulus Networks 收购的一部分加入后，目前担任 NVIDIA 的产品营销总监。 Scott 在产品营销和产品管理方面拥有 20 多年的经验，擅长在高增长环境下启动新的业务线，包括 Cumulus Networks ， Palo Alto Networks 、 Cisco 和 Sun Microsystems 。斯科特在罗切斯特理工学院获得生物医学计算学士学位，在巴布森学院获得市场营销工商管理硕士学位。

审核编辑：郭婷