A solução BIG-IP VE para SmartNICs adiciona suporte à aceleração de tráfego L4 e NAT de nível de operadora

Tom AtkinsGerente Principal de Marketing de Produto | F5

Surpreendentemente, já se passou pouco mais de um ano desde que a F5 lançou a solução BIG-IP VE for SmartNICs, que, vale lembrar, é resultado da integração entre o BIG-IP Virtual Edition e uma SmartNIC da Intel que aumenta o desempenho e a eficiência, ao mesmo tempo que reduz os custos. Durante esse período, tanto a internet quanto o cenário de aplicações continuaram evoluindo rapidamente, e os dados abaixo, em conjunto, indicam não apenas a relevância dessa solução, mas também a importância dos novos casos de uso que estamos anunciando hoje (falaremos mais sobre eles em breve — continue comigo):

Haverá um total de 5,3 bilhões de usuários da internet até 2023 (em comparação com 3,9 bilhões em 2018), cada um com uma média de 3,6 dispositivos diferentes (em comparação com 2,4 em 2018).¹

Não é preciso ser um gênio para concluir que um aumento tão expressivo no número de usuários da internet resultará em uma demanda maior por aplicações e serviços. Para dar suporte a essa base de usuários em expansão, não será necessário apenas ampliar vertical e horizontalmente as cargas de trabalho, mas também aprimorar a infraestrutura de rede subjacente para lidar com o aumento do volume de tráfego. E, como a maioria dos usuários agora utiliza uma variedade maior de dispositivos móveis e fixos, garantir uma experiência de alta qualidade, independentemente do tipo de cliente, é mais importante do que nunca, como confirma o segundo dado:

Cerca de 25% dos usuários de dispositivos não móveis abandonarão um site se ele levar mais de 4 segundos para carregar, enquanto 74% dos usuários de dispositivos móveis desistirão se um site para dispositivos móveis levar mais de 5 segundos para carregar.²

Experiências ultrarrápidas na web e em dispositivos móveis agora são consideradas requisitos básicos para as aplicações atuais. Como os usuários não aceitam nada menos do que isso, as organizações estão sob uma pressão cada vez maior para projetar seus ambientes de aplicações visando velocidade e confiabilidade, a fim de reduzir o risco de perder clientes e receita. Além de operar servidores de altíssimo desempenho, roteadores de baixíssima latência e cabeamento de alta qualidade, muitas organizações agora estão optando por aproximar seus serviços e conteúdo dos usuários finais para melhorar a experiência, como indica nosso último dado:

Até 2023, mais de 50% da nova infraestrutura empresarial será implantada na borda, e a maioria das empresas implantará cargas de trabalho e componentes de rede em uma infraestrutura virtualizada de menor custo.^3/4

Em resumo, para superar as expectativas dos usuários, as equipes de TI precisarão de soluções de rede com maior desempenho, mais confiabilidade e menor latência, que também ofereçam flexibilidade para implantação em qualquer lugar, desde data centers centralizados até locais de borda distribuídos. Em essência, as organizações precisam de soluções como o BIG-IP VE para SmartNICs da F5.

Descarregamento em SmartNIC para CGNAT e aceleração de tráfego de camada 4

Para quem não conhece a solução BIG-IP VE para SmartNICs, uma SmartNIC de alto desempenho habilitada para FPGA (Field Programmable Gate Array) é usada para transferir funções específicas que exigem uso intensivo de processamento de uma edição virtual do BIG-IP. Como as instâncias do BIG-IP VE geralmente são implantadas em servidores comerciais prontos para uso (COTS), cujo desempenho é mais voltado para cargas de trabalho de uso geral, em alguns casos o BIG-IP VE pode não ter capacidade computacional suficiente para executar com eficiência tarefas que exigem muitos recursos, como a mitigação de DDoS. No entanto, o uso de SmartNICs não apenas aumenta significativamente o desempenho do sistema, como também reduz a pressão sobre a utilização dos recursos computacionais do BIG-IP VE.

Expandindo o caso de uso original de DDoS lançado com a solução no ano passado, a F5 tem o prazer de anunciar que tanto a Tradução de Endereços de Rede em Nível de Operadora (CGNAT) quanto a Aceleração de Tráfego de Camada 4 (como o balanceamento de carga de Camada 4) agora podem ser aprimoradas por meio dessa integração com SmartNIC. A Figura 1 abaixo apresenta, em linhas gerais, como a SmartNIC se integra ao BIG-IP VE para viabilizar esses casos de uso:

Figura 1 – Ilustração do descarregamento de tarefas do BIG-IP VE para a SmartNIC Intel FPGA PAC N3000

De fato, ao executar funções de CGNAT e processamento de tráfego L4 no FPGA das SmartNICs, os testes da solução demonstraram que a taxa de transferência total do tráfego pode aumentar cerca de 30%, enquanto o uso de recursos computacionais pela VE pode cair de aproximadamente 80% para apenas 5%. Isso não só permite que a solução processe volumes maiores de tráfego de usuários, como também aumenta a confiabilidade do sistema e disponibiliza ciclos computacionais adicionais da BIG-IP VE para outras tarefas de segurança e gerenciamento de tráfego.

Outro benefício de processar essas funções em uma SmartNIC é a redução da latência. Conforme ilustrado na figura 1, as conexões qualificadas agora efetivamente ignoram o BIG-IP VE, o que permite reduzir em cerca de 500 ms o tempo total de conexão — uma economia pequena, mas significativa, especialmente para setores sensíveis ao tempo, como finanças e saúde, ou para organizações de mídia que oferecem transmissões ao vivo por meio de redes de distribuição de conteúdo (CDN) de borda.

A solução BIG-IP VE para SmartNICs está disponível como complemento para instâncias novas ou existentes do BIG-IP VE de alto desempenho. No futuro, a F5 continuará desenvolvendo e oferecendo suporte incremental a casos de uso em versões futuras. Para obter mais informações sobre os casos de uso abordados aqui e detalhes mais específicos da solução, consulte esta Visão geral da solução (adicionar link).

Recursos adicionais:

• Visão geral da solução – BIG-IP VE para SmartNICs
• Aula no Lightboard – BIG-IP VE e tecnologias de aceleração de hardware
• Whitepaper – Proteção contra DDoS com BIG-IP VE para SmartNICs
• Demonstração da solução – Proteção contra DDoS com o BIG-IP VE para SmartNICs

Referências:

¹Relatório da Cisco sobre o estado da Internet (2018-2023)

²LoadStorm

³Relatório State of the Cloud 2021 da Flexera

⁴https://www.statista.com/statistics/1182070/worldwide-enterprise-it-infrastructure-edge-deployment/

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Tom AtkinsGerente Principal de Marketing de Produto | F5

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