【中国联通】2023年中国联通DPU网络域场景应用白皮书

NFV技术在5G网络建设中已普及应用，NFV云资源池是运营商云基础设施整体规划和建设中的网络域部分。随着5G的规模商用和6G的提出，网络业务对网络域云基础设施提出了新的需求和挑战。DPU作为一种新型计算技术，具备灵活可编程、算力卸载、安全可信和统一资源管控等特性，为NFV技术的演进提供了新思路。

本白皮书阐述了DPU技术优势和当前网络域云基础设施面临的几点问题，给出了DPU在几种典型网络域业务场景中的应用方案分析了引入DPU面临的挑战和建议。

随着云计算、物联网、大数据和人工智能等产业的飞速发展，数据中心中针对计算资源、网络资源和存储资源池化和虚拟化的需求不断增强。尤其数据中心应用中的网络正在向高带宽和新型传输体系发展，网络带宽增加的速度与CPU算力增长的速度之间的差距逐渐增大，网络数据处理占用的CPU资源也不断地增加，数据中心税的问题愈发突出。在这种背景下，DPU从传统NIC网卡逐步衍生而来，基本可以分为三个发展阶段：

1．传统基础网卡NIC：负责数据报文的收发，具有较少的硬件卸载能力；

2．智能网卡SmartNIC：具备一定的数据平面硬件卸载能力；

3．DPU卡：兼具智能网卡功能的同时，可以支持数据面和控制面的卸载，以及一定的控制平面与数据平面的可编程能力。

DPU经历了从NIC到DPU卡的发展历程，实现了功能定位的转变。而DPU的愿景是希望改变现有以CPU为中心的计算架构，通过其灵活可编程和高效的数据处理能力完成资源按需调度、网络与部件及部件之间的互联互通和数据处理，实现以DPU为中心的新型计算架构，以提高数据中心计算效率。

本白皮书继承了中国联通CUBE-Net3.0创新体系白皮书的内涵理念，由中国联通牵头，联合联通数科、中兴通讯、云豹智能等公司共同编制，阐述了DPU技术优势和当前网络域云基础设施面临的几点问题，提出了DPU在网络域场景中的虚层卸载、云化裸金属和扩展应用等技术方案，可提升网络域云资源池的资源统管、性能加速、安全可信能力。这是业界首次对网络域NFV场景中的DPU技术和应用方案进行系统分析和阐述，展示了中国联通对DPU等新型算力加速技术的研究及其对网络域云基础设施作用的探索和思考。

DPU作为一种新型计算技术，具备灵活可编程、算力卸载、安全可信和统一资源管控等特性，有望成为数据中心第三颗主力芯片的新型计算技术，为网络域NFV技术的演进提供了新思路，但其产业还在起步阶段，需要产学研用各界共同推进培育。中国联通作为助力数字经济发展的国家队、主力军和排头兵，将数字信息基础设施建设和运营作为最重要的主责主业，将携手产业链上下游积极开展DPU等新型计算技术的高价值应用场景探索，推动算力加速标准化体系制定，促进算力加速技术发展和产业繁荣，共同打造绿色高效的算网融合基础设施，助力5G网络演进和6G愿景使能。