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近距离了解木兰开源社区项目——DHL
2020-03-27

本着“开放、自由、共享”的开源理念,让工程师们了解木兰开源社区项目的功能性能、优势特点以及核心 Committer等内容木兰开源社区首期推出FPGA软硬件协同加速网络功能虚拟化(NFV)的开源系统——DHL项目。


木兰开源社区**推广项目——DHL



DHL项目负责人——刘方明教授

刘方明,华中科技大学教授、博导,国家优秀青年科学基金获得者、国家高层次人才特殊支持计划(中组部“万人计划”)青年拔尖人才。先后于清华大学、香港科技大学获学士和博士学位,后作为加拿大多伦多大学访问学者、微软亚洲研究院“铸星计划”访问研究员。


DHL:开源项目简介

【 意义 】网络功能虚拟化(NFV)旨在将多种多样的网络功能从昂贵固化的专用网元设备解耦到通用服务器上,以软件方式灵活部署与运行。然而,当前软件网络功能在进行深度包处理时,需要消耗大量的CPU内核资源才能达到线速度。虽然支持高并发度的FPGA具备加速深度包处理的可行性和潜力,但是FPGA中的可编程逻辑十分有限且成本昂贵,因此若将整个网络功能部署到FPGA上会造成不切实际的资源浪费。此外,当网络功能需要更改时,还需耗费数小时生成新的FPGA加速程序,阻碍网络功能的快速部署。

【 技术 】针对FPGA在NFV性能加速中面临的挑战,首次提出和实现了基于动态硬件库(Dynamic Hardware Library, DHL)的FPGA-CPU协同框架:(1)将FPGA中的深度包处理加速模块抽象成硬件函数并提供DHL编程API,使同类的多个网络功能的复杂逻辑统一部署在FPGA中加速,而简单逻辑仍协同运行在CPU中,从而实现多个网络功能在FPGA-CPU架构中灵活、快速、高性价比的部署,为广大研发人员提供了通用且易编程的新型实用工具;(2)通过结合无锁通信队列、用户态I/O、NUMA感知的内存分配、批处理和轮询等一系列优化技术,最大化框架整体网络性能,验证了DHL框架相比领域内基于纯CPU和纯FPGA加速系统的优势。

【 贡献 】科技部云计算和大数据专项开源社区建设 首批自主开源项目之一,采用木兰系列许可证发布。

木兰开源社区(https://mulanos.cn/)是2018年国家重点研发计划“云计算和大数据开源社区生态系统”项目重点成果,由中国电子技术标准化研究院牵头,联合北京大学、国防科大、联想、腾讯云,以及开源中国、北航、中科院软件所、西南大学、华为、阿里云、浪潮、新华三、中电标协、中科院东莞育成中心、湖南酷得共16家单位共同承担。木兰开源社区立足中国,面向国际,联合汇聚国内开源生态圈相关方,共同打造国内开源生态,推动本土开源项目孵化,在推动培育开源贡献文化的同时,与国内外各开源社区融合发展。