BIG-IP VE for SmartNICs ソリューションブログ

トム・アトキンス

2021年9月23日公開

驚くべきことに、F5 が BIG-IP VE for SmartNICs ソリューションをリリースしてから 1 年余りが経過しました。これは、BIG-IP Virtual Edition とIntel SmartNICを統合してコストを削減しながらパフォーマンスと効率性を向上させる製品です。この間、インターネットとアプリケーションの両方の環境は急速に進化し続けており、以下のデータポイントは、このソリューションの関連性だけでなく、本日ここで発表する新しいユースケースの重要性も示唆しています (これについては後ほど詳しく説明します。お付き合いください)。

2023 年までにインターネットユーザーの総数は 53 億人に達し (2018 年の 39 億人から増加)、各ユーザーは平均 3.6 台のデバイスを所有することになります (2018 年の 2.4 台から増加)。¹

インターネットユーザーがこれほど大幅に増加すれば、アプリケーションやサービスの需要が増大することは明らかです。この拡大するユーザーベースをサポートするには、ワークロードのスケールアップとスケールアウトが必要になるだけでなく、増大するトラフィック量に対応するために、包括的なネットワークインフラストラクチャのレベルアップも必要になるでしょう。また、現在では大多数のユーザーがモバイルデバイスと固定位置デバイスの両方をより幅広く使用しているため、クライアントの種類に関係なく高品質のエクスペリエンスを保証することがこれまで以上に重要になっています。これは、データポイント 2 からも明らかです。

モバイル以外のユーザーの約 25% は、読み込みに 4 秒以上かかると Web サイトを放棄しますが、モバイルユーザーの 74% は、モバイルサイトの読み込みに 5 秒以上かかると放棄します。²

超高速の Web およびモバイルエクスペリエンスは、今日のアプリケーションにとって必須の要件と見なされるようになりました。ユーザーはそれ以下のものを受け入れないため、組織は顧客と収益の損失を軽減するために、アプリケーション環境を速度と信頼性を重視して設計しなければならないというプレッシャーにさらされています。最高性能のサーバーと最低遅延のルーターおよびケーブルを運用するだけでなく、最終的なデータポイントが示すように、多くの企業がサービスとコンテンツをエンドユーザーの近くに移動してエクスペリエンスを向上させることを選択しています。

2023 年までに、新しいエンタープライズインフラストラクチャの 50% 以上がエッジに導入され、その大部分は低コストの仮想化インフラストラクチャにワークロードとネットワークコンポーネントを導入することになります。3 ^/4

要約すると、ユーザーの期待を上回るには、IT チームには、集中型データセンターから分散型エッジロケーションまでどこにでも導入できる柔軟性も備えた、より高いパフォーマンス、より高い信頼性、より低いレイテンシを備えたネットワークソリューションが必要になります。本質的に、組織には F5 の BIG-IP VE for SmartNICs ソリューションのようなものが必要です。

CGNAT およびレイヤー 4 トラフィックアクセラレーションのための SmartNIC オフロード

BIG-IP VE for SmartNICs ソリューションに馴染みのない方のために説明すると、高性能のフィールドプログラマブルゲートアレイ (FPGA) 対応 SmartNIC を使用して、BIG-IP Virtual Edition から特定の計算集約型機能をオフロードします。 BIG-IP VE は通常、汎用ワークロード向けのパフォーマンスを提供する一般的な既製 (COTS) サーバー上に導入されるため、BIG-IP VE では、DDoS 緩和などのリソースを大量に消費するタスクを効果的に実行するのに十分な計算能力がない場合があります。ただし、SmartNIC を使用すると、システムパフォーマンスが大幅に向上するだけでなく、BIG-IP VE のコンピューティング使用率の負担も軽減されます。

F5 は、昨年のソリューションのリリース時に発表されたオリジナルの DDoS ユースケースを基に、キャリアグレードネットワークアドレス変換 (CGNAT) とレイヤー 4 トラフィックアクセラレーション (レイヤー 4 ロードバランシングなど) の両方を、この SmartNIC 統合によって強化できることを発表します。以下の図 1 は、SmartNIC が BIG-IP VE と統合されてこれらのユースケースを実現する方法を大まかに説明しています。

図 1 – BIG-IP VE から Intel FPGA PAC N3000 SmartNIC へのタスクオフロードの図

実際、SmartNIC の FPGA 内で CGNAT および L4 トラフィック処理機能を実行すると、ソリューションテストによって、合計トラフィックスループットが約 30% 増加し、VE コンピューティングの使用量が約 80% からわずか 5% に削減されることが示されています。これにより、ソリューションはより大量のユーザートラフィックを処理できるようになるだけでなく、システムの信頼性も向上し、BIG-IP VE に他のセキュリティおよびトラフィック管理タスクに専念するための追加のコンピューティングサイクルが提供されます。

SmartNIC 内でこれらの機能を処理することのさらなる利点は、レイテンシが短縮されることです。図 1 に示すように、適格な接続は BIG-IP VE を効果的にバイパスするようになり、合計接続時間を約 500 ミリ秒短縮できます。これは、特に金融や医療などの時間に敏感な市場や、エッジコンテンツ配信ネットワーク (CDN) を介してライブストリーミングを提供するメディア組織にとって、わずかながらも重要な節約になります。

BIG-IP VE for SmartNICsソリューションは、新規または既存のソリューションへのアドオンとしてご利用いただけます。高性能BIG-IP VE と将来を見据えて、F5 は将来のリリースでも段階的なユースケースサポートの開発と提供を継続します。ここで触れたユースケースの詳細やソリューション固有の詳細については、このソリューションの概要 (リンクを追加) をご覧ください。