英特爾 DLB 的硬件實施方案加速數據傳輸

英特爾 動態負載均衡器（英特爾 DLB）是全新英特爾 至強 可擴展處理器中內置的一款加速器，可提高網絡、在線游戲、金融交易以及入侵檢測和防御系統的性能。

英特爾 DLB 能夠均衡負載、跨CPU 內核對數據包調度進行優先排序并降低網絡流量時延，從而為高數據包速率應用加速。

優化網絡性能和降低時延能讓企業有效加速數據傳輸，從而為客戶打造響應速度更快的用戶體驗、提升員工工作效率以及更高效地發現安全威脅。這些業務優勢可以增加收入并降低成本。

要優化網絡性能，數據中心架構師和開發人員可以采用內置了英特爾 動態負載均衡器（Intel Dynamic Load Balancer，英特爾 DLB）加速器的第五代英特爾 至強 可擴展處理器。為幫助開發人員輕松利用英特爾 DLB 釋放網絡基礎設施的潛力，英特爾提供了簡單易用的工具和庫。英特爾 DLB 等英特爾 技術廣受架構師信賴，能幫助他們解決業務中的某些重要問題，例如：讓應用和工作負載不管采用何種部署模式都能安全運行，以及設計時延更低的系統來加速數據在電信網絡中的傳輸。英特爾廣泛的合作伙伴關系也可以幫助架構師開發具備可持續性的解決方案。

英特爾 DLB 的用例

英特爾 DLB 有助于在多個服務器 CPU 內核之間高效地分配網絡流量。借助英特爾 DLB，安全負載均衡器、網關和內容分發網絡（即 CDN，包括如流媒體傳輸和轉發）等應用在運行時可以降低時延，提高確定性，從而實現更精確的流量管理。英特爾 DLB 的功能用例包括：軟件定義廣域網 (SD-WAN)、流量監控、速率限制以及 IPsec 或傳輸層安全 (TLS) 網關（見表 1）。

為更好地支持英特爾 DLB，英特爾提供了必要的庫和軟件，它們可通過文檔完備的開源產品獲取。例如，英特爾 DLB 可與數據平面軟件通信，讓數據包在網絡傳輸的過程中可以進行實時的底層基礎性處理。要實現這一點，只需通過數據平面開發套件 (DPDK) 啟用標準 PCI 內存映射接口。而 DPDK 正是一套最初由英特爾開發的開源軟件庫。此外，英特爾 DLB 也可以通過英特爾提供的庫和內核驅動程序獲得支持。

英特爾 DLB 的架構

英特爾 DLB 是一種 PCIe 設備，提供隊列管理和優先級排序硬件級解決方案，而這類任務常見的解決方案通常都是基于軟件實現的。單純用軟件來實現隊列管理（見圖 1）時往往容差大、時延高。英特爾 DLB 在硬件中提供管線化架構，隊列在其中用于連接各個軟件階段。為提高網絡性能，各階段之間可能需要進行負載均衡和復雜的調度。

英特爾 DLB 的硬件實施方案具有以下主要優勢：

將隊列管理任務從軟件卸載到硬件。

支持動態負載均衡和流量感知。

支持多達八個級別的優先級隊列。

動態調整應用大小，實現無縫擴展或縮小。

開發工具

為方便開發人員和解決方案架構師利用英特爾 DLB 的優勢，英特爾提供了多種工具：

英特爾 DLB 軟件用戶指南：提供英特爾 DLB 配置和啟用相關的細節

英特爾 開發人員專區：用于在英特爾 硬件上開發軟件的官方資源

英特爾 Developer Cloud：供開發人員在全新英特爾 硬件集群上學習、原型設計、測試和運行工作負載的資源

面向oneAPI 的英特爾 DevCloud：用于學習跨架構應用編程的開發沙箱

英特爾 DLB 驅動程序：用于配置設備及其各自隊列的輪詢模式驅動程序 DPDK 文檔；該驅動程序適配英特爾 DLB 軟件 2.0 和 2.5 版本

英特爾 DLB Linux 版下載資源：可供下載的 Linux 版英特爾 DLB

英特爾 DLB 性能佐證：英特爾 DLB 的技術信息

針對關鍵工作負載啟用英特爾 DLB

在開發人員和架構師著手使用英特爾 DLB 時，以下資源和工具可以幫助他們在現有解決方案中更輕松地實施英特爾 DLB：

利用英特爾 DLB 擴展 IPsec 工作負載的技術指南：了解如何將英特爾 DLB 用作硬件隊列管理器和負載均衡器，將 IPsec 工作負載中的隊列和調度任務從軟件中卸載出來

英特爾 DLB 遙測/洞察演示：探索如何在遙測工作負載中支持和使用英特爾 DLB

提升網絡性能

以下場景展示了內置英特爾 DLB 的全新英特爾 至強 可擴展處理器可如何加速 Istio、Envoy、NGINX、基于 Kubernetes 的微服務以及 IPsec 大象流等應用。如需了解更多信息，英特爾也提供了面向特定工作負載的更多資源。

Istio 和 Envoy

Istio 和 Envoy 是兩個開源項目，在現代容器化和微服務應用中，經常一起用于提供先進的網絡和服務網格功能。

在相同吞吐量 (RPS) 下基于 6 核/12 線程的配置運行 Istio 入口網關，與使用軟件相比，采用內置英特爾DLB 的第四代英特爾至強可擴展處理可將時延降低多達 96%1。

支持資源： 加速 Envoy 中的卸載連接負載均衡；Envoy 的一項硬件功能：了解有關英特爾 DLB 如何在 Envoy 中加速連接負載均衡的相關信息 在 Istio 中加速卸載連接負載均衡：有關在Istio 中使用英特爾 DLB 連接負載均衡的文檔 面向英特爾 至強 可擴展處理器的Istio 和Envoy 優化：Istio 和Envoy 集成解決方案簡介 容器詳情： Envoy Docker Hub：關于Docker 容器的 Envoy 代理信息 代碼資源： 面向 Envoy 的DLB 連接均衡器：介紹在 Envoy 中集成英特爾 DLB 的文檔（含代碼）

NGINX

英特爾 DLB 支持 NGINX Web 服務器軟件（有 34% 的網站在使用該軟件）2。軟件架構師和開發人員可以用英特爾 DLB 來卸載服務器 Worker 內核之間的請求分配，從而增強 NGINX HTTP2/3 分發器的性能。當不同的 HTTP 請求具有不同的優先級時，這一點尤其有益?；谟布挠⑻貭?DLB 的優先級隊列也可以用于 NGINX 線程池。

將隊列任務卸載到英特爾DLB 后，使用配備英特爾DLB 的第四代英特爾至強可擴展處理器可為不同大小的對象帶來高達 1.3-2.3 倍的時延降幅3。

支持資源： 微服務解決方案——英特爾 至強 可擴展處理器的優化：面向數據中心運營者和使用 NGINX 的微服務開發人員的性能優化解決方案簡介

基于 Kubernetes 的微服務

基于 Kubernetes 的微服務是一種將微服務應用容器化，并在 Kubernetes 集群中進行管理的軟件架構和部署方式。軟件架構師和開發人員可使用 Memcached 工作負載對微服務進行緩存，從而更快地獲得結果。

使用配備英特爾DLB 的第四代英特爾至強可擴展處理器可將服務器的時延降低高達 22-42%，周期利用率提升高達 30-60%3。

支持資源： 微服務解決方案——英特爾 至強 可擴展處理器帶來的優化：面向數據中心運營者和微服務開發人員的性能優化解決方案簡介 容器詳情： 面向Kubernetes 的英特爾 DLB 設備插件：面向 Kubernetes 的英特爾 DLB 插件開發框架

IPsec 大象流

基于軟件的網絡網關面臨“大象流”的挑戰，即超大數據流在網絡上的傳輸。當數據流的體量超出系統的處理能力時，數據包可能會被丟棄，導致影響服務質量(QoS) 受影響。

支持資源： 英特爾 動態負載均衡器（英特爾 DLB）——加速大象流：介紹如何協調多個 CPU 內核來處理大象流的技術指南

將配備英特爾DLB 的第四代英特爾至強可擴展處理器用于處理大象流和線性擴展，單個數據流的處理吞吐量可高達 22 Mpps4。

優化網絡性能

英特爾 DLB 有望實現數據包的超高速調度和隊列管理，從而優化網絡性能，加快數據傳輸，進而提高業務流程的效率，加快對安全威脅的響應速度，最終提升客戶滿意度。

審核編輯：彭菁