SmartNIC Performance Isolation with FairNIC: Programmable Networking for the Cloud
SmartNIC Performance Isolation with FairNIC: Programmable Networking for the Cloud
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SmartNIC 与 FairNIC 的性能隔离：云的可编程网络
DOI：
10.1145/3387514.3405895
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Snoeren, Alex C.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Grant, Stewart;Yelam, Anil;Bland, Maxwell;Snoeren, Alex C.
多家供应商最近发布了SmartCPU，提供专用加速器和可编程处理核心，允许从通用CPU卸载越来越复杂的数据包处理任务。事实上，领先的数据中心运营商已经大规模地设计和部署了SmartVPN，以支持网络虚拟化和特定于应用程序的任务。不幸的是，云提供商还没有开放这些设备的全部功能给租户，因为目前的运行时不提供足够的隔离在SmartNIC上运行的各个应用程序本身。我们介绍FairNIC，一个系统，以提供性能隔离租户之间利用商品SoC SmartNIC的全部功能。我们在Cavium LiquidIO 2360上实现了FairNIC，并表明我们不仅能够隔离典型的数据包处理，还能够防止MIPS核心缓存污染，并公平地共享对固定功能硬件加速器的访问。我们使用FairNIC来实现NIC加速的OVS和键/值存储应用程序，并表明它们都可以使用相同的端口在单个NIC上共存，其中每个租户的性能不受其他租户的影响。我们认为，我们的研究结果表明，虚拟租户之间共享智能网络的可行性，并激励适当的安全隔离机制的发展。
Multiple vendors have recently released SmartNICs that provide both special-purpose accelerators and programmable processing cores that allow increasingly sophisticated packet processing tasks to be offloaded from general-purpose CPUs. Indeed, leading data-center operators have designed and deployed SmartNICs at scale to support both network virtualization and application-specific tasks. Unfortunately, cloud providers have not yet opened up the full power of these devices to tenants, as current runtimes do not provide adequate isolation between individual applications running on the SmartNICs themselves.We introduce FairNIC, a system to provide performance isolation between tenants utilizing the full capabilities of a commodity SoC SmartNIC. We implement FairNIC on Cavium LiquidIO 2360s and show that we are able to isolate not only typical packet processing, but also prevent MIPS-core cache pollution and fairly share access to fixed-function hardware accelerators. We use FairNIC to implement NIC-accelerated OVS and key/value store applications and show that they both can cohabitate on a single NIC using the same port, where the performance of each is unimpacted by other tenants. We argue that our results demonstrate the feasibility of sharing SmartNICs among virtual tenants, and motivate the development of appropriate security isolation mechanisms.
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