Probamos la capacidad de la DPU Bluefield-2 para gestionar la descarga OVN/OVS dentro del entorno FishOS. Los resultados mostraron un funcionamiento sin problemas, una latencia reducida y recursos de CPU liberados, lo que demuestra el potencial de FishOS y las DPU Bluefield para optimizar las operaciones de los centros de datos modernos.
FishOS: mejorando la gestión de la nube
FishOS de Sardina Systems es una plataforma avanzada de gestión de la nube basada en OpenStack.
Diseñado para impulsar la eficiencia y escalabilidad de los centros de datos modernos, FishOS aprovecha la automatización y la gestión inteligente de recursos para agilizar las operaciones, reducir costes y mejorar el rendimiento general.
DPU Bluefield de Nvidia: Revolucionando el Procesamiento de Datos
Las DPU Nvidia Bluefield son procesadores especializados que descargan y aceleran las tareas de red, almacenamiento y seguridad, liberando a las CPU principales.
Estas unidades mejoran el rendimiento y la eficiencia del centro de datos gestionando cargas de trabajo intensivas en datos, ofreciendo programabilidad y alto rendimiento para satisfacer las demandas de la informática moderna.
Arquitecturas tradicionales frente a arquitecturas modernas de centros de datos
Los centros de datos tradicionales dependen en gran medida de las CPU de uso general para todas las tareas, lo que provoca cuellos de botella en el rendimiento, ineficacia en los recursos y mayores costes operativos.
La llegada de la computación en nube y la virtualización ha transformado significativamente los centros de datos.
La computación en nube proporciona una asignación flexible de recursos, escalabilidad bajo demanda y eficiencia de costes, mientras que la virtualización abstrae el hardware físico, mejorando la utilización y la gestión de la infraestructura.
La integración de las DPU Bluefield en los centros de datos aborda estos retos.
Al descargar las tareas intensivas de la CPU, mejoran el rendimiento y proporcionan funciones de seguridad basadas en hardware.
Objetivo:
Probar si Bluefield-2 (BF2) puede gestionar sin problemas la descarga OVN/OVS dentro del entorno FishOS OpenStack, permitiendo a los usuarios aprovisionar máquinas virtuales.
Condiciones de la prueba: Se desplegó una plataforma de pruebas con un proveedor de servicios en la nube que asignó hardware con DPU BF2.
A continuación, Sardina Systems desplegó el entorno FishOS OpenStack en esta configuración.
Recorrido paso a paso
Despliegue: FishOS OpenStack (versión Bobcat) se desplegó en nodos servidor que ejecutaban AlmaLinux 9 como SO base.
Modo DPU BF2 y opciones de SO: El modo DPU de BF2 requerido era «CPU embebida».
Se probaron varias opciones de SO en las DPU de BF2.
Tras estudiar la documentación, decidimos que no era factible tener en cuenta todas las advertencias de un sistema operativo personalizado para esta prueba.
Por lo tanto, se instaló una versión oficial de Nvidia de un sistema operativo basado en Ubuntu para BF2 a través de la interfaz RShim utilizando el comando bfb-install.
Lo que descubrimos durante la fase de despliegue:
– La instalación de AlmaLinux 9 se realizó fácilmente a través de PXE.
– Debian 12 requirió ajustes en initramfs.
– La instalación del paquete Nvidia DOCA fue necesaria para el correcto funcionamiento de BF2.
– Se requiere la interfaz RShim para el despliegue del SO Nvidia basado en Ubuntu en BF2 .
– Pruebas de ancho de banda: Se probó el ancho de banda entre dos DPU de BF2 utilizando iPerf3, consiguiendo 100 Gbit/seg.
Los hosts BF2 DPU se desplegaron en la nube y se configuraron para alojar agentes OpenStack Neutron OVN.
Seguimos la documentación oficial para habilitar el soporte SmartNIC DPU en OpenStack: Soporte de DPU SmartNIC en OpenStack Neutron.
Redes de máquinas virtuales descargadas:
Para utilizar las redes de máquinas virtuales descargadas, había que activar SR-IOV.
Aunque BF2 admite hasta 127 funciones virtuales, la plataforma de hardware del nodo incluido no arrancaba con esta configuración, por lo que el límite se fijó en 63 en la configuración del firmware de BF2.
Durante la creación de máquinas virtuales, se descubrió que OpenStack Nova y Neutron necesitaban parches adicionales para que la red de inquilinos descargada funcionara correctamente.
El ordenador Nova filtraba el dispositivo SR-IOV solicitado por el conductor Nova.
Este problema se mitigó comentando la línea de filtrado.
El servidor Neutron se negaba a enlazar puertos debido a una falta de coincidencia de capacidades, probablemente un error.
Se cambió la línea en el archivo neutron/common/ovn/utils.py :
a esto:
Pruebas con máquinas virtuales:
Durante las pruebas con máquinas virtuales, no se detectó ninguna carga significativa de la CPU ni en el nodo principal ni en la DPU.
También probamos las tarjetas BF2 en «modo NIC», donde su funcionalidad se asemeja a una NIC ConnectX 6.
Una ventaja de utilizar el «modo DPU» es que no se necesitan controladores OFED en los nodos de cálculo, a diferencia del «modo NIC».
Por tanto, para habilitar la descarga de redes superpuestas, instalamos los últimos controladores OFED de Mellanox en los nodos principales.
Esto introdujo una carga administrativa adicional para futuras actualizaciones, en particular las actualizaciones del núcleo (que requieren la reconstrucción de módulos) y las actualizaciones de OFED (que sólo se admiten mediante una desinstalación y reinstalación completas).
La prueba de la máquina virtual en modo BF2 NIC fue similar a la prueba en modo DPU, salvo que se utilizó el tipo «directo» de puertos Neutron. La prueba iPerf3 de 8 hilos entre máquinas virtuales mostró aproximadamente 70 Gbps.
Resultados de las pruebas de máquinas virtuales:
– Neutron ML2/OVN utilizó túneles GENEVE para la red superpuesta de inquilinos.
– Se creó una red de inquilinos independiente con dos puertos Neutron del tipo gestionado remotamente.
– Se desplegaron dos máquinas virtuales que ejecutaban AlmaLinux 9 en nodos independientes.
– Prueba iPerf3 de un solo subproceso: ~25 Gbit/seg.
– Prueba iPerf3 de 8 hilos: ~86 Gbit/seg.
– Se detectó una carga de CPU insignificante en el nodo principal y en la DPU.
Resumen
La creciente demanda de conexiones de gran ancho de banda para manejar volúmenes masivos de datos, incluidas las operaciones de IA, requiere soluciones eficientes para eliminar los cuellos de botella.
FishOS resuelve este reto descargando estos cuellos de botella en hardware especializado como las DPU Bluefield.
Al eliminar el software de red necesario del nodo principal y aprovechar tecnologías avanzadas como los controladores OFED, FishOS mejora significativamente el rendimiento, reduce la latencia y libera recursos de la CPU para el procesamiento de aplicaciones críticas.
Como resultado, esto proporciona unas operaciones del centro de datos fluidas y eficientes.