Der Cloud-Serviceprovider (CSP) NAVER Cloud ist eine Tochtergesellschaft von Südkoreas führendem Internetportal- und Suchmaschinenanbieter NAVER. Das Angebot von NAVER Cloud umfasst in erster Linie Cloud-Computing-Dienste wie eine Financial Cloud Zone und verschiedene Cloud-Instanzen. NAVER Cloud und Intel arbeiteten gemeinsam daran, die Herausforderungen des Unternehmens im Bereich der Netzwerkleistung zu bewältigen und als Erster eine Netzwerkvirtualisierungslösung, die Intel® Field-programmable Gate Arrays (Intel® FPGAs) nutzt, auf den Markt zu bringen.
Herausforderung
Neben seinem Public-Cloud-Serviceportfolio bietet NAVER Cloud mit der Financial Cloud Zone auch eine Lösung für den südkoreanischen Aktien- und Terminmarkt an. Allerdings musste NAVER Cloud Schwierigkeiten mit der Netzwerkleistung lösen, um seinen Kunden effektivere Dienste anzubieten.
Lösung
NAVER Cloud und Intel arbeiteten gemeinsam daran, die Netzwerkleistung von NAVER Cloud zu beschleunigen und nutzten hierfür hochgradig anpassbare SmartNICs, die auf Intel® FPGA-Technik basieren. Dieser Ansatz bietet die Voraussetzungen für Anwendungen mit hohem Durchsatz, geringer Latenz und hoher Bandbreite. Das Design des virtuellen Private-Cloud-Netzwerks (VPC) von NAVER Cloud ermöglicht die Verwendung von SmartNICs, wodurch sich latenzempfindliche Aufgaben besser bewältigen lassen, als dies mit dem älteren Netzwerk-Switch von NAVER Cloud möglich war.
Ergebnisse
Die SmartNIC-Lösung führte zu einer bis zu 25-fachen Verbesserung der Bandbreite bei der Paketweiterleitung, wohingegen die Latenz um das bis zu 2,5-Fache gesenkt werden konnte.1 Indem NAVER Cloud durch FPGAs beschleunigte Netzwerklösung bereitstellt, zeigt NAVER deutlich, dass es ein neuer innovativer Player im Bereich von Cloud-Computing-Diensten ist und auch ein Early Adopter modernster Technik, die Geschäftsabläufe weltweit fundamental verändern kann.
Cloud-Dienste benötigen blitzschnelle Netzwerke
Infrastrukturdienste wie virtuelles Switching, Sicherheit und Datenspeicherung können eine beträchtliche Anzahl von CPU-Zyklen in Anspruch nehmen, insbesondere bei höheren Leistungsschwellenwerten, wodurch die Anzahl der für gewinnbringende Dienste verfügbaren Kerne verringert wird. Und mit zunehmendem Netzwerkverkehr stellt die Latenzreduzierung für Cloud-Unternehmen eine erhebliche Herausforderung dar. Das trifft insbesondere auf den Finanzdienstleistungssektor zu, in dem Händler im Bruchteil einer Sekunde agieren müssen – und selbst winzige Verzögerungen das Risiko bergen, dass ihnen Geschäfte entgehen.
Beschleunigung der Netzwerkleistung mit Intel FPGAs
NAVER Cloud arbeitete gemeinsam mit Intel an der Lösung von Herausforderungen im Bereich der Netzwerkleistung. SmartNICs mit Intel FPGAs können CSPs wie NAVER Cloud dabei unterstützen, Netzwerkfunktionalität optimal zu nutzen und ihren Umsatz mit Infrastrukturinvestitionen zu steigern. SmartNICs beschleunigen Infrastrukturdienste, indem sie CPU-Kerne freigeben, was wiederum Steigerungen der Netzwerk- und Anwendungsleistung ermöglicht.
Bei seiner spezifischen Lösung setzte NAVER Cloud auf eine SmartNIC, die mit einem Intel® Arria® 10 FPGA ausgestattet ist. Der Arria 10 verbraucht bis zu 40 Prozent weniger Energie als die vorherige Generation.2 Und da der Arria 10 programmierbar ist, kann er entsprechend angepasst werden, wenn sich die Geschäftsanforderungen von NAVER Cloud ändern.
Als sich NAVER Cloud mit dem Einsatz von FPGAs näher auseinandersetzte, fand das Unternehmen heraus, dass es in seiner Umgebung nur wenige Ingenieure mit FPGA-Erfahrung gibt. Intel stellte wichtigen technischen Support bereit, beispielsweise beim Debuggen des Paketflusses, und unterstützte das Unternehmen bei der Schulung von NAVER-Ingenieuren in der Programmierung von FPGAs und der schnellen Erstellung eines Proof-of-Concept, auf dessen Basis die Lösung zeitnah auf dem Markt eingeführt werden sollte.
Teamgeist und gute Zusammenarbeit zwischen NAVER Cloud und Intel waren für den Erfolg des Projekts von entscheidender Bedeutung.“ – Kyungsu Shin, Principal Engineer, NAVER Cloud Corporation
25-facher Durchsatz in weniger als der Hälfte der Zeit
Den Tests von NAVER Cloud zufolge erhöhte die Erweiterung des Netzwerks um einen FPGA die Anzahl der Pakete pro Sekunde (PPS) bei kleinen Paketen (128 Byte) um das bis zu 25-Fache.1 Zudem erzielte die Lösung eine bis zu 2,5-fache Verringerung der Latenz. Das bedeutet: Wenn ein Paket früher innerhalb von weniger als 1 Millisekunde (ms) eingetroffen ist, benötigt es nun eine halbe Millisekunde oder weniger. Darüber hinaus stieg die Menge an Datenverkehr, die ein Server verarbeiten kann, von 10 bis 40 GB auf 100 bis 200 GB.1 Bei zunehmendem Datenverkehr pro Server können die Server zuverlässige Dienste und Reaktionszeiten liefern, ohne dass der Datenverkehr auf 10 bis 20 Server verteilt werden muss. Daher kann mit weniger Servern mehr Datenverkehr bewältigt werden, was Kosten- und Energieeinsparungen zur Folge hat. Mit seinen Diensten, die auf SmartNICs und Intel FPGAs basieren, kann NAVER Cloud nun ein Produkt anbieten, mit dem sich das Unternehmen von Mitbewerbern abhebt, und neue Kunden gewinnen. Ab dem Zeitpunkt der Einführung von SmartNICs und Intel FPGAs in die Financial Cloud Zone wurde dieselbe Lösung auch intern bei NAVER Cloud für die Hybrid-Cloud Neurocloud und die Private-VPC-Zone eingesetzt.
Infolge der beeindruckenden Ergebnisse, die mit der Nutzung von Intel FPGAs für die Netzwerkvirtualisierung erzielt wurden, will NAVER Cloud deren Einsatz für virtualisierte Rechendienste erkunden. Darüber hinaus erwägt das Unternehmen, spezielle Schulungsprodukte für Ingenieure zu erstellen. Zu diesem Zweck soll eine virtualisierte FPGA-Umgebung bereitgestellt werden, in der Nutzer die von ihnen gewünschten Funktionen oder Dienste selbst planen und entwickeln können. NAVER Cloud hofft, dass sich mit einem solchen Produkt die Einstiegshürden senken lassen und Bildungseinrichtungen FPGA-Programmierung einfacher unterrichten können.
Lösungskomponenten
- Intel® Xeon® Gold 5220 Prozessor
- Intel Arria 10 FPGA
Spotlight: NAVER Corp. und NAVER Cloud
Die NAVER Corporation hat ihren Firmenhauptsitz in Seongnam, Südkorea. Das Unternehmen betreibt die Suchmaschine NAVER. Das Tochterunternehmen NAVER Cloud verwaltet die IT-Infrastruktur für die Flaggschiffdienste von NAVER, einschließlich der Public-Cloud-Dienste. NAVER wurde 1999 gegründet und ist der größte Portalbetreiber in Südkorea. Mit seiner Q&A-Onlineplattform Knowledge iN hat sich das Unternehmen bereits früh als Vorreiter für den Einsatz von Inhalten, die von Nutzern erstellt werden, etabliert. Zudem ist es ein Early Adopter von Innovationen wie der skalierbaren Intel® Xeon® Prozessorreihe der 2. Generation und Intel FPGAs.
Das Kundensupport-Center von NAVER Cloud ist im Nonstopbetrieb 24 Stunden täglich und an 365 Tagen im Jahr erreichbar, um Probleme von Nutzern schnell und präzise zu lösen. Die typische Reaktionszeit beträgt weniger als fünf Stunden.3 NAVER Cloud ist Inhaber der Gold-Zertifizierung für Security, Trust & Assurance Registry (STAR), die von der Cloud Security Alliance (CSA) durchgeführt wird, und verfügt zudem über eine internationale Standardzertifizierung für Informationssicherheit im Gesundheitswesen.