計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)-第11講-軟件定義的那些事

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)

ComputerSystemFundamentals

Class11

關(guān)于軟件定義的

分享與討論

軟件定義的那些事

?那些被軟件定義的

-軟件定義網(wǎng)絡(luò)

■李丹

?雷葆華

-軟件定義數(shù)據(jù)中心

?歐陽(yáng)劍

?林仕鼎

-軟件定義世界

?吳甘沙

■軟件的定義方法

-軟件定義與機(jī)器學(xué)習(xí)

?陳宇

?黃隆波

要求

?不僅僅談是什么，更要講為什么

?純粹個(gè)人理解

?純粹主觀意見(jiàn)

?純粹片面看法

?無(wú)需面面俱到

?只要觀點(diǎn)犀利

Agenda

?那些被軟件定義的

-軟件定義網(wǎng)絡(luò)

■李丹：對(duì)軟件定義網(wǎng)絡(luò)的理解

?雷葆華：關(guān)于SDN的一些個(gè)人看法

-軟件定義數(shù)據(jù)中心

-軟件定義世界

?軟件的定義方法

-軟件定義與機(jī)器學(xué)習(xí)

對(duì)軟件定義網(wǎng)絡(luò)的理解

李丹

toIidan@tsinghua.edu.cn

清華大學(xué)

6

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是一個(gè)封閉系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)

功能不向上層應(yīng)用開(kāi)放。

方有網(wǎng)絡(luò)功能

（IETF定義）應(yīng)用程序?qū)W(wǎng)絡(luò)的編程接口:

socketo

工業(yè)界：個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)功能難以定

制。

學(xué)術(shù)界：創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議難以進(jìn)

行系統(tǒng)試驗(yàn)和驗(yàn)證。

教育界：課程講網(wǎng)絡(luò)的功能、講

協(xié)議，學(xué)生的熱情低。

7

跳出“網(wǎng)絡(luò)”看“計(jì)算機(jī)”的發(fā)展

搜索辦公社交電子實(shí)時(shí)

引擎軟件網(wǎng)絡(luò)商務(wù)聊天

開(kāi)放接口（API）

LinuxMac

Windows

（操作（操作

（操作系統(tǒng)）

系統(tǒng)）系統(tǒng)）

開(kāi)放接口（X86）—

專(zhuān)用硬件

8

“網(wǎng)絡(luò)”與“計(jì)算機(jī)”的對(duì)比

網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)

□IETF定義網(wǎng)絡(luò)的功能□應(yīng)用決定計(jì)算機(jī)的功能

/組播、IPv6、多路徑路由,辦公軟件、搜索引擎

□功能如何實(shí)現(xiàn)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)定義□功能如何實(shí)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)

,軟硬件一體，由設(shè)備商決定/操作系統(tǒng)接口、編程語(yǔ)言、X86

/不對(duì)應(yīng)用開(kāi)放,完全對(duì)應(yīng)用開(kāi)放

□主要市場(chǎng)：設(shè)備（思科、華□主要市場(chǎng)：設(shè)備（聯(lián)想、惠

為）、運(yùn)營(yíng)維護(hù)（數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)商）普）、軟件（谷歌、微軟）、

管理維護(hù)（每個(gè)部門(mén)的IT管理）

□主要從業(yè)者：設(shè)備制造商、□主要從業(yè)者：設(shè)備制造商、

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商軟件開(kāi)發(fā)人員、應(yīng)用維護(hù)人員

□網(wǎng)絡(luò)功能演進(jìn)周期太長(zhǎng)□幾乎不面臨功能演進(jìn)的問(wèn)題

由應(yīng)用決定功能，而將功能的實(shí)現(xiàn)方式標(biāo)準(zhǔn)化。

軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN

/Z7A

自定義自定義自定義

網(wǎng)絡(luò)功能網(wǎng)絡(luò)功能網(wǎng)絡(luò)功能

\---------------------）

開(kāi)放接口---------

專(zhuān)用控制平面控制平面控制平面控制平面

（網(wǎng)絡(luò)操T|（網(wǎng)絡(luò)T操（網(wǎng)絡(luò)操

（設(shè)備商實(shí)現(xiàn)）

作系統(tǒng)）1作系統(tǒng)）I作系統(tǒng)）

開(kāi)放接口

專(zhuān)用硬件

（設(shè)備商實(shí)現(xiàn)）

商用芯片

10

OpenFIow協(xié)議

firewall.c

ControlControl

ProgramsPrograms°

AbstractNetwolif(pkt->tcp->dport==22)

dropPacket(pkt);

Network1:ualization

GlobalNetworkView

NetworkOSl.<Match,Action>

2.〈Match,Action>l.<Match,Action>

〈

3.Match,Action>2.〈Match,Action>

〈

4.Match,Action>3.〈Match,Action>

L

Pack5.<Match,Action>4.〈Match,Action>

6.5.〈Match,Action>

1.〈Match,Action>

1.〈Match,Action>Forwardir6....

2.<Match,Action>

2.<Match,Action>I?7....

3.〈Match,Action>

3.〈Match,Action>i/vardir

4.〈Match,Action>

4.〈Match,Action>

5.<Match,Action>

5.<Match,Action>1.〈Match,Action>

6....2.<Match,Action>cktc

3.〈Match,Action>

4.〈Match,Action>rward

5.〈Match,Action>

Forwarding6.

7.

Forwardingn

SDN的核心要義是什么?

向應(yīng)用程序開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)功能］■SDN的核心要義！

控制平面與數(shù)據(jù)平面分離？■控制/數(shù)據(jù)分離有利

于各自獨(dú)立發(fā)展。

數(shù)據(jù)平面簡(jiǎn)單化？」■嚴(yán)重不同意！

集中控制減少了對(duì)網(wǎng)

控制平面集中化？J■

絡(luò)編程的復(fù)雜度。

OpenF1ow只定義了數(shù)

SDN就是OpenFlow?

-據(jù)平面的抽象方式。

12

“向應(yīng)用開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)功能”

是否有現(xiàn)實(shí)需求?

■計(jì)算機(jī)為什么要這么做？

-個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)從小眾走向大眾

-定義并開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)接口，將使得行業(yè)分工更細(xì)，從業(yè)者更多

■有沒(méi)有個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)需求?

-傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)似乎不需要，只要能數(shù)據(jù)傳輸就行；但SDN下

互聯(lián)網(wǎng)本身也可以提供更多服務(wù)，而不是非要終端

-NDN,新的搜索引擎?

-新型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不斷涌現(xiàn)，特別是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)和家庭網(wǎng)絡(luò)

教育科研行業(yè):怎么研究和實(shí)現(xiàn)新型網(wǎng)絡(luò)功能?

-實(shí)現(xiàn)方式的標(biāo)準(zhǔn)化將吸引更多從業(yè)者，可能培養(yǎng)新的需求

13

SDN的主要研究點(diǎn)

應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)新型網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)內(nèi)

虛擬化節(jié)能路由存儲(chǔ)計(jì)算

，北向接口，北向接口，

控制平面SDN控制器（操作系統(tǒng)）

，南向接口，南向接口1

但是。Oo

ZDNet>網(wǎng)絡(luò)頻道>網(wǎng)絡(luò)管理>為什么Nicira要拋棄OpenFlow硬件控制？訂閱：一.1

為什么Nicira要拋棄OpenFlow硬件控制？

摘要：5年前，當(dāng)Nicira創(chuàng)始人MartinCasado在斯坦福大學(xué)攻讀博士學(xué)位時(shí)，他準(zhǔn)備轉(zhuǎn)變網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)模

型，使之能夠踉上數(shù)據(jù)中心內(nèi)服務(wù)器自動(dòng)虛擬化的發(fā)展。Casado原以為他的發(fā)明OpenFlow能夠解決

這個(gè)問(wèn)題，但是現(xiàn)在他承認(rèn)自己當(dāng)初想法是錯(cuò)誤的。現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)行業(yè)中廣為流行的OpenFlow硬件控制并

不是解決問(wèn)題的方法。他決定在網(wǎng)絡(luò)虛擬化的堆疊軟件中采取不同的方法，VMware非常認(rèn)同這種策

略，并因此斥資12億美元收購(gòu)了Nicira。

谷歌數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)：AminVadaht—SIGCOMM2013,Hongkong

□沒(méi)有把流的第一個(gè)包交給控制器，而是預(yù)配置流表

□控制器與轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備之間的通信沒(méi)有完全采用OpenFIow協(xié)議

□目前僅用于數(shù)據(jù)中心之間的流量工程

OpenFlow對(duì)數(shù)據(jù)層面的抽象過(guò)于簡(jiǎn)單。

SODA:以數(shù)據(jù)為中心的軟件定義網(wǎng)絡(luò)

■基本思想

-增強(qiáng)SDN數(shù)據(jù)平面的語(yǔ)義和處理靈活性

■主要?jiǎng)?chuàng)新

-支持用戶(hù)任意定義的轉(zhuǎn)發(fā)判據(jù)，而不一定是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議字段

-支持（計(jì)算，轉(zhuǎn)發(fā)）的報(bào)文處理規(guī)則，而不僅僅是（匹配

,轉(zhuǎn)發(fā)）

-支持關(guān)鍵字過(guò)濾

-支持以“報(bào)文組”為單位的操作，而不僅僅是以單個(gè)報(bào)文

為單位的操作

16

SODA與其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的比較

方案名稱(chēng)編程環(huán)境可編程性設(shè)備性能

SDN集中編程，軟件

SODA高（軟件）40Gbps以上

編程，高級(jí)編程接口

SDN集中環(huán)境，軟件一般（受限于Open

OpenFlow高，數(shù)百Gbps

編程，高級(jí)編程接口Flow數(shù)據(jù)平面）

SDN集中編程，軟件一般（不支持

華為POF交換機(jī)未知

編程，高級(jí)編程接口分組智能處理）

非SDN環(huán)境，不可編低（最多支持

普通網(wǎng)絡(luò)設(shè)備高，數(shù)百Gbps

程或可編程性很低簡(jiǎn)單配置）

非SDN環(huán)境，對(duì)每個(gè)取決于電腦性能，使用

Click高（軟件）

節(jié)點(diǎn)編程，軟件編程DPDK時(shí)達(dá)到|6Gbps

非SDN環(huán)境，對(duì)每個(gè)

NetFPGA一般（硬件）最多4個(gè)10G端口

節(jié)點(diǎn)編程，硬件編程

--------------------------17-----

SODA應(yīng)用場(chǎng)景1：網(wǎng)絡(luò)科研

■基于實(shí)際系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)評(píng)估對(duì)網(wǎng)絡(luò)研究至關(guān)重要

■大規(guī)模真實(shí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境

-互聯(lián)網(wǎng)本身

-難以把協(xié)議部署到路由器上

■PlanetLab

■工作在應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)

■實(shí)際常用的實(shí)驗(yàn)評(píng)估方法

-大規(guī)模模擬

■NetworkSimulator(NS-3)

-受控的小規(guī)模試驗(yàn)床

-用可編程網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)搭一個(gè)網(wǎng)絡(luò)

18

SODA應(yīng)用場(chǎng)景2：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)培訓(xùn)

■讓學(xué)生看到網(wǎng)絡(luò)是如何運(yùn)行的

-控制器收集全網(wǎng)信息，并進(jìn)行可視化顯示（包括顯示報(bào)

文格式）

-路由選擇、流量狀態(tài)、故障顯示等

-數(shù)據(jù)平面對(duì)全網(wǎng)和端到端傳輸?shù)挠绊?/p>

■讓學(xué)生控制網(wǎng)絡(luò)的基本功能

■拓?fù)涔芾恚涸诳刂破魃瞎芾斫涌诤屯負(fù)錉顟B(tài)

-網(wǎng)絡(luò)層：對(duì)新型路由協(xié)議的支持

-傳輸層：調(diào)整擁塞控制算法

■支持多個(gè)學(xué)生同時(shí)操作

■虛擬網(wǎng)絡(luò)

19

SODA應(yīng)用場(chǎng)景3：云數(shù)據(jù)中心

RobertKahn：2004年圖靈獎(jiǎng)獲得者、“互聯(lián)網(wǎng)之父”

“ThefutureInternetwillbeanetworkofdatacenters"

-2013.4

Gartner:未來(lái)五年影響信息產(chǎn)業(yè)

Gartner:十大關(guān)鍵趨勢(shì)中的四項(xiàng)

?軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN?更大的數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)

?混合云?向虛擬數(shù)據(jù)中心的演變

青年973項(xiàng)目：軟件定義的云數(shù)

據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)(2014.1-2018.8)

關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通路的可軟件演進(jìn)問(wèn)題

軟件定義網(wǎng)絡(luò)

控制層iL商颶

數(shù)據(jù)層

科技部的要求:

“要特別注重實(shí)現(xiàn)可用的原型系統(tǒng)，向?qū)W術(shù)界和

工業(yè)界開(kāi)放系統(tǒng)或部分模塊?！?/p>

的可平滑擴(kuò)容的可功能定制|

②容量受限流表

的可業(yè)務(wù)擴(kuò)展

21

謝謝!

22

關(guān)于SDN的一些個(gè)人看法

雷葆華

2014年01月

提綱

?SDN是什么？（我的理解）、

?為什么會(huì)出現(xiàn)SDN

-需求驅(qū)動(dòng)：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算

-SDN是用IT的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)

?SDN的發(fā)展趨勢(shì)判斷

-產(chǎn)業(yè)價(jià)值的轉(zhuǎn)移

-起步階段，局部應(yīng)用

-需求探索，技術(shù)迭代

SDN的定義

?軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SoftwareDefinedNetworking,SDN)是一種

新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其設(shè)計(jì)理念是將網(wǎng)絡(luò)的控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平

面進(jìn)行分離，并實(shí)現(xiàn)可編程化的集中控制。

?傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備緊耦合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)被分拆成應(yīng)用、控制、轉(zhuǎn)發(fā)三層

分離的架構(gòu)?？刂乒δ鼙晦D(zhuǎn)移到了服務(wù)器，上層應(yīng)用、底層轉(zhuǎn)發(fā)

設(shè)施被抽象成多個(gè)邏輯實(shí)體。

SDN的特征

,集中控制使得全局優(yōu)化成為可能，比如流量工程、負(fù)載均衡

,集中控制使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以當(dāng)作一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，設(shè)備零配

集中控制置即插即用，大大降低運(yùn)維成本，類(lèi)似的技術(shù)：

,集群路由器，虛擬集群，CisconV

/應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫集成，應(yīng)用告訴網(wǎng)絡(luò)如何運(yùn)行才能更好地滿(mǎn)

足應(yīng)用的需求，比如業(yè)務(wù)的帶寬、時(shí)延需求，計(jì)費(fèi)對(duì)路由的影

開(kāi)放接口響等。

/理良上NOS和轉(zhuǎn)發(fā)硬件的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)接口使得硬件完全PC化

,用戶(hù)可以自行開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)新功能，加快新功能面世周期

,邏輯網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)的分離，邏輯網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要配置、

遷移，不受物理位置的限制。

提綱

?SDN是什么？（我的理解）：

?為什么會(huì)出現(xiàn)SDN

-需求驅(qū)動(dòng)：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算

-SDN是用IT的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)

?SDN的發(fā)展趨勢(shì)判斷

-產(chǎn)業(yè)價(jià)值的轉(zhuǎn)移

-起步階段，局部應(yīng)用

-需求探索，技術(shù)迭代

SDN的出現(xiàn)：需求的多樣性，帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)

架構(gòu)的變革

?移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代來(lái)臨■云計(jì)算，軟件定義基礎(chǔ)設(shè)

施

■IT基礎(chǔ)設(shè)施（虛擬化）滿(mǎn)足

各種需求的變化

應(yīng)用（平臺(tái)）

生物進(jìn)化與IT技術(shù)演進(jìn)

?向某一方向的演進(jìn)

?功能的分解，器官的分離

i原始生命」

網(wǎng)絡(luò)IT化及軟件化是未來(lái)趨勢(shì)

■計(jì)算機(jī)手機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律對(duì)通信業(yè)的啟示

應(yīng)用1J

開(kāi)放接口

Linux

計(jì)算機(jī)J」BM硬件開(kāi)放將口

通用CPU(x86)

封閉、私有、創(chuàng)新開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)新

悍

私有應(yīng)用開(kāi)放應(yīng)用開(kāi)放應(yīng)用

私有

OSiOS或Andorid

手機(jī)私有硬件

Nokia/Moto專(zhuān)用硬件通用硬件

封閉、私有、創(chuàng)新慢、用戶(hù)開(kāi)放/半開(kāi)放、接口標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)新快、用

體驗(yàn)差

戶(hù)體驗(yàn)好APPUIOAVIONl_AVI:R

CON1HOCLAYER

通信產(chǎn)品fINFRACTHOCTUHt￡UAVEH

封閉、軟硬件耦含，業(yè)務(wù)創(chuàng)新虛擬化、承載控制分離、開(kāi)放，快速

成本局業(yè)務(wù)創(chuàng)新____

30

提綱

?SDN是什么？（我的理解）

?為什么會(huì)出現(xiàn)SDN

-需求驅(qū)動(dòng)：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算

-SDN是用IT的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)

?SDN的發(fā)展趨勢(shì)判斷

-產(chǎn)業(yè)價(jià)值的轉(zhuǎn)移

-起步階段，局部應(yīng)用

-需求探索，技術(shù)迭代

產(chǎn)業(yè)價(jià)值向服務(wù)轉(zhuǎn)移

c_iIH,

5500129.17%

50.00108.33%

45.00HP87.50%

40.0066.67%

35.045.83%

300025.00%

25.004.17%

2000-16.67%

15.00-37.50%

10.001-------------------5833%

2008/10/282010/01/212011/04/182012/07/202013/10/25

115.0037.9%55.2%

38.0%

95.0013.9%

VMwa20.7%

75.00-10.1%3.5%

-13.8%

55.00-34.0%

-31.0%

35.00-58.0%

-48.3%

15.00-S2.0%-65.5%

2008/10/282010/01/212011/04/182012/07/202013/10/252008/10/282010/01/212011/04/182012/07/202013/10/25

21.1%

1.8%

-17.4%

-36.7%

-56.0%

-752%

-94,5%

2008/10/282010/01/212011/04/182012/07/202013/10/25

起步階段，局部應(yīng)用

?云數(shù)據(jù)中心

-虛擬化組網(wǎng)

-多租戶(hù)

■廣域網(wǎng)流量?jī)?yōu)化:Google

?特點(diǎn)：

-需求明確

面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)

?轉(zhuǎn)發(fā)層面：

一心-H-片LK

-協(xié)議還在演進(jìn)當(dāng)中

?控制層面

-集中化的控制器的性能、可靠性

-目前，在研究分布式控制器集群

?應(yīng)用層面

-需求探索

建議

?需求驅(qū)動(dòng)，尋找問(wèn)題

?聚焦問(wèn)題，技術(shù)迭代

CDN找木詳解

感謝聆聽(tīng)

SEEYOUSOON!云計(jì)算解碼

云計(jì)算解碼

技術(shù)架構(gòu)和產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)

???5Ml??M

Agenda

?那些被軟件定義的

-軟件定義網(wǎng)絡(luò)

-軟件定義數(shù)據(jù)中心

?歐陽(yáng)劍：Software-DefinedHardware

?林仕鼎：Software-DefinedDatacenter

-軟件定義世界

?軟件的定義方法

-軟件定義與機(jī)器學(xué)習(xí)

Software-DefinedHardware

歐陽(yáng)劍，百度大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室，高級(jí)架構(gòu)師

ouyangjian@

什么是軟件定義硬件

?從機(jī)制的角度看

一應(yīng)用驅(qū)動(dòng)

一軟硬件協(xié)同

?從實(shí)現(xiàn)的角度看

一硬件變簡(jiǎn)單，變傻

一層次到豎井的設(shè)計(jì)思路

一資源的全局分配

一暴露一切最底層接口

一采集一切的數(shù)據(jù)

bmi%&百度

軟件定義硬件出現(xiàn)的歷史背景

?從PC計(jì)算到數(shù)據(jù)中心計(jì)算

一云計(jì)算，大數(shù)據(jù)，單一類(lèi)型應(yīng)用規(guī)模越來(lái)越大

-大型互聯(lián)網(wǎng)公司目前一般擁有幾十萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器

一沒(méi)有歷史及產(chǎn)業(yè)鏈包袱，可以重新設(shè)計(jì)軟硬件架構(gòu)

?硬件的演進(jìn)

一應(yīng)用發(fā)展的太快，MOORE定律不夠用

一類(lèi)型單一，大規(guī)模需求，使得應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的定制變的商業(yè)上可能

一只有軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)才能解決目前數(shù)據(jù)中心的挑戰(zhàn)

?功耗，成本，性能及可擴(kuò)展性

bmi%&百度

軟件定義硬件■百度的實(shí)踐

Software-DefinedFlash

一在百度網(wǎng)頁(yè)庫(kù)規(guī)模使用，數(shù)K的規(guī)模

一發(fā)表3個(gè)專(zhuān)利，ISLPED2013,ASPLOS2014論文

Software-DefinedStorage

一ARM服務(wù)器

一百度網(wǎng)盤(pán)，承載大部分?jǐn)?shù)據(jù)

一存儲(chǔ)密度提高100%,CPU定點(diǎn)性能不下降，降低50%的TCO

Software-DefinedComputing

一FPGA協(xié)處理器，如壓縮解壓縮(FPT2010),浮點(diǎn)計(jì)算等

一能比X86或者GPU高一個(gè)量級(jí)的計(jì)算能效(HPCA2013

workshop)

bmi%&百度

軟件定義硬件?SDF

?暴露NAND通道接口給軟件

—讓軟件來(lái)管理數(shù)據(jù)的layout

ConventionalSSDSDF度

軟件定義硬件?SDF

?層次到豎井

一刪掉一切不必要的stack,這樣才優(yōu)雅

UserSpace_____________________UserSpace

VFS/

Page

FileSystem|BlockDevictCache

GenericBlockLayer

KernelSpaceIOCTRL

IOScheduler

1

P

CSCSIMid-layer

_

E

1SATAandSASTranslation

LowLevelDeviceDriverPCIEDriver

ConventionalSSDSDF

DirectIOBufferedIO

(a)(b)

軟件定義硬件?SDF

?硬件變簡(jiǎn)單，變傻

一10K行RTL（FTL4K,數(shù)據(jù)通路6K）,2K行驅(qū)動(dòng)及文件系統(tǒng)

-2人/半年

度

軟件定義硬件?SDF

?Microbenchmark

一順序讀，寫(xiě)及擦除

1000

900

(

s800

/

8700

w

=

n600

d500

-&

on400

」

lq300

200

100

0

48121620242832364044

ChannelCount

Huawei'sSSD,8MBWrites

900-4S00]Huai'sSSD,8*44MBVWtes

800

7004000

600

(500

S400

U

O300

A

X2030

I

①

％。5WW榔

一O皿

E1500、

1000-

Time(#ofMites)

軟件定義硬件?SDF

?workloadbenchmark

(

s

/

8

n

=

n

d

-ns

2

q

l

軟件定義硬件?SDS(ARM)

?面向百度網(wǎng)盤(pán)

—Warmdata

-定制的ARMA15SOC及微服務(wù)器架構(gòu)

-存儲(chǔ)密度2x,TCO下降50%

-承載網(wǎng)盤(pán)大部分?jǐn)?shù)據(jù)

一世界第一個(gè)設(shè)計(jì)，生成及大規(guī)模部署ARM服務(wù)器的公司

總結(jié)

?軟件定義硬件

一伴隨著數(shù)據(jù)中心計(jì)算時(shí)代的到來(lái)，一定會(huì)變成主流

?百度是這方面的先驅(qū)

?正在影響和帶動(dòng)第三方的ODM/OEM廠家

?這是一套全新的理念及軟硬件系統(tǒng)實(shí)踐，需要大家的參與

一應(yīng)用發(fā)展的太快，硬件發(fā)展的太慢，再不軟件定義，就。Ut了