數(shù)據(jù)處理器：DPU編程入門

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第一部分　DPU的技術(shù)發(fā)展背景
第1章　現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施變革2
1.1　現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心面臨的全新挑戰(zhàn)2
1.2　DPU的提出與演進6
1.2.1　DPU定義的提出6
1.2.2　DPU演進的核心驅(qū)動力7
1.3　DPU的應用場景與價值10
1.4　DPU應用優(yōu)勢12
本章小結(jié)13
第二部分　NVIDIA BlueField DPU概述及應用
第2章　NVIDIA BlueField DPU概述16
2.1　NVIDIA BlueField DPU產(chǎn)品簡介16
2.1.1　軟件定義網(wǎng)絡(luò)加速17
2.1.2　軟件定義存儲加速18
2.1.3　安全加速19
2.2　NVIDIA BlueField-3 DPU技術(shù)特性21
2.2.1　NVIDIA BlueField-3 DPU技術(shù)規(guī)格22
2.2.2　NVIDIA BlueField-3 DPU產(chǎn)品線24
2.3　NVIDIA BlueField-3 DPU的用例25
2.3.1　云原生超級計算25
2.3.2　數(shù)據(jù)科學與人工智能26
2.3.3　視頻流27
2.3.4　邊緣的智能服務29
本章小結(jié)29
第3章　NVIDIA BlueField DPU的安裝和使用30
3.1　NVIDIA BlueField DPU的工作模式30
3.1.1　DPU模式31
3.1.2　零信任DPU模式32
3.1.3　NIC模式33
3.2　NVIDIA BlueField DPU的硬件安裝35
3.2.1　NVIDIA BlueField DPU的硬件單元35
3.2.2　NVIDIA BlueField DPU的使用環(huán)境要求38
3.2.3　硬件安裝前準備41
3.2.4 　硬件安裝42
3.2.5　網(wǎng)絡(luò)接口線纜安裝44
3.3　NVIDIA BlueField DPU的BFB安裝45
3.3.1　什么是BFB45
3.3.2　通過主機Rshim安裝45
3.3.3　通過BMC Rshim安裝47
3.3.4　通過PXE安裝47
3.3.5　安裝后上電檢查50
3.4　使用NVIDIA SDK管理器圖形界面進行安裝52
3.4.1　NVIDIA SDK管理器的下載和安裝52
3.4.2　NVIDIA SDK管理器的圖形界面53
3.5　NVIDIA BlueField DPU的管理57
3.5.1　通過主機Rshim登錄DPU57
3.5.2　在主機端查看DPU日志58
3.5.3　DPU BMC59
3.5.4　BMC管理DPU常用的命令60
3.5.5　帶外登錄DPU61
3.5.6　帶內(nèi)登錄DPU61
本章小結(jié)62
第4章　NVIDIA BlueField DPU上的網(wǎng)絡(luò)卸載63
4.1　NVIDIA BlueField DPU上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備63
4.1.1　物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備64
4.1.2　VirtIO-net網(wǎng)絡(luò)設(shè)備65
4.2　代表口模型69
4.2.1　為何引入代表口70
4.2.2　代表口對應的接口及其創(chuàng)建71
4.2.3　代表口與OVS72
4.3　OVS的卸載和加速72
4.3.1　實現(xiàn)OVS卸載的基本思路73
4.3.2　OVS卸載的概要配置75
4.3.3　流表的監(jiān)控及軟硬件同步77
4.3.4　硬件上的靈活性保證79
4.4　連接跟蹤79
4.4.1　連接跟蹤卸載的軟硬件同步設(shè)計80
4.4.2　連接跟蹤卸載的配置81
4.5　可擴展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備82
4.5.1　環(huán)境準備83
4.5.2　SF設(shè)備的使用和管理83
本章小結(jié)86
第5章　NVIDIA BlueField DPU上的SNAP技術(shù)87
5.1　什么是SNAP技術(shù)87
5.2　SNAP的工作模式89
5.2.1　SNAP的配置部署89
5.2.2　SNAP無卸載模式91
5.2.3　SNAP直通模式92
5.2.4　SNAP全卸載模式93
5.2.5　SNAP模擬VirtIO-blk設(shè)備95
5.3　SNAP技術(shù)的應用場景96
5.3.1　高效的云存儲97
5.3.2　實現(xiàn)裸金屬云的關(guān)鍵技術(shù)98
5.3.3　企業(yè)級業(yè)務存儲擴展99
5.4　SNAP技術(shù)和用戶存儲系統(tǒng)的集成100
設(shè)備模擬SDK101
本章小結(jié)104
第三部分　NVIDIA DOCA概述及開發(fā)體驗
第6章　NVIDIA DOCA概述106
6.1　NVIDIA DOCA的定義及發(fā)展歷程106
6.1.1　什么是NVIDIA DOCA106
6.1.2　持續(xù)演進與迭代的NVIDIA DOCA 107
6.1.3　NVIDIA DOCA加速開放數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新111
6.2　NVIDIA DOCA軟件框架組成112
6.3　NVIDIA DOCA開發(fā)環(huán)境115
6.3.1　硬件配置及互連115
6.3.2　軟件安裝116
6.4　NVIDIA DOCA服務116
6.4.1　DOCA HBN服務117
6.4.2　DOCA Firefly精準計時服務124
6.4.3　DOCA遙測服務125
6.4.4　DOCA數(shù)據(jù)流檢測器服務126
6.5　NVIDIA零信任安全框架127
6.5.1　NVIDIA零信任網(wǎng)絡(luò)安全平臺127
6.5.2　NVIDIA BlueField DPU提供網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)128
6.5.3　基于NVIDIA DOCA的零信任網(wǎng)絡(luò)安全框架129
6.5.4　結(jié)合NVIDIA Morpheus增強網(wǎng)絡(luò)威脅檢測130
本章小結(jié)130
第7章　NVIDIA DOCA開發(fā)環(huán)境體驗131
7.1　DOCA使用模式131
7.2　DOCA驅(qū)動和DOCA庫的關(guān)系133
7.3　DOCA驅(qū)動134
7.3.1　DPDK134
7.3.2　ASAP2135
7.3.3　SPDK135
7.3.4　RDMA136
7.3.5　UCX136
7.4　DOCA庫136
7.4.1　DOCA核心庫137
7.4.2　DOCA Flow138
7.4.3　DOCA DPI140
7.4.4　DOCA App Shield141
7.5　DOCA應用程序卸載示例141
本章小結(jié)143
第四部分　NVIDIA DOCA開發(fā)實踐
第8章　基于NVIDIA BlueField DPU的DOCA應用146
8.1　DOCA應用概述146
8.2　應用識別149
8.2.1　AR應用架構(gòu)149
8.2.2　AR應用的系統(tǒng)配置150
8.2.3　運行AR應用152
8.2.4　AR應用相關(guān)的其他介紹153
8.2.5　參考資料153
8.3　DNS過濾153
8.3.1　DNS過濾應用架構(gòu)155
8.3.2　DNS過濾應用的系統(tǒng)配置156
8.3.3　運行DNS過濾應用157
8.3.4　DNS過濾應用相關(guān)的其他介紹157
8.3.5　參考資料158
8.4　入侵防御系統(tǒng)158
8.4.1　IPS應用架構(gòu)158
8.4.2　IPS應用的配置159
8.4.3　運行IPS應用161
8.4.4　IPS應用相關(guān)的其他介紹163
8.4.5　參考資料163
8.5　安全通道164
8.5.1　安全通道應用架構(gòu)164
8.5.2　運行安全通道應用166
8.5.3　參考資料166
本章小結(jié)166
第五部分　生態(tài)體系與網(wǎng)絡(luò)平臺
第9章　NVIDIA DOCA生態(tài)體系解決方案168
9.1　平臺基礎(chǔ)設(shè)施解決方案168
9.1.1　VMware vSphere分布式服務引擎169
9.1.2　Red Hat OpenShift170
9.1.3　Arista Unified Cloud Fabric172
9.2　存儲解決方案175
9.2.1　極客天成高性能軟件定義存儲176
9.2.2　UCloud高可用、彈性擴展的云盤存儲179
9.3　網(wǎng)絡(luò)安全解決方案181
9.3.1　Palo Alto新一代防火墻181
9.3.2　Guardicore Centra安全平臺182
9.3.3　Custodio CyVestiGO安全調(diào)查平臺184
9.4　邊緣計算解決方案185
9.4.1　DPU與5G Aerial188
9.4.2　DPU的邊緣UPF加速192
本章小結(jié)194
第10章　網(wǎng)絡(luò)平臺及融合加速器產(chǎn)品195
10.1　NVIDIA Quantum-2 InfiniBand網(wǎng)絡(luò)平臺195
10.1.1　Quantum-2網(wǎng)絡(luò)平臺的超高性能與云原生功能196
10.1.2　Quantum-2 InfiniBand交換機197
10.1.3　ConnectX-7和BlueField-3 DPU198
10.2　NVIDIA Spectrum-4以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺199
10.2.1　Spectrum-4以太網(wǎng)交換機200
10.2.2　Spectrum以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺生態(tài)系統(tǒng)202
10.3　NVIDIA融合加速器203
10.3.1　融合加速器的架構(gòu)204
10.3.2　融合加速器的特點204
10.3.3　融合加速器產(chǎn)品206
10.3.4　開發(fā)者生態(tài)系統(tǒng)206
本章小結(jié)207
術(shù)語表208