上期我们说到，秦少游因为发送的数据包乱序，在杨笠的蛊惑下，被苏小妹删了微信……
因此，秦少游在宿主机上引入了DPDK的同时，还增加了一块可编程的SmartNic。
SmartNic比起普通的网卡，增加了数据包分析功能，可以自动识别不同的数据包并提取所需要的字段，加入hash计算，并作为流分类的依据。如对于IP数据包而言，SmartNic可以分析其中的Protocol字段，如发现该字段为6(TCP)或17(UDP)，再提取源端口和目的端口参与hash计算。如该字段为1(ICMP)，则不提取内部字段，而是按照源IP和目的IP进行流分类。
SmartNic除了可编程分类数据包外，更重要的功能是可以支持网络Overlay隧道的封装和解封装。
我们在《局域网SDN技术硬核内幕 9 从软件Overlay到硬件Overlay》中讲到过，在云数据中心网络中，将不同VPC(Virtual Private Cloud)的数据包封装到不同的隧道实例中进行区分，这种方式叫做Overlay。Overlay隧道的封装和解封装可以在宿主机上的vSwitch上进行，但对于裸金属服务器，由于没有vSwitch的存在，就只能利用接入交换机进行Overlay隧道封装了。这会造成两个问题：
- 物理交换机的表项规格是受到交换芯片限制的。以基于Broadcom Trident-3 交换芯片开发的交换机为例，如整网有10万个以上的容器和虚拟机，在开启IPv6时，会导致交换机FIB表不够用。
- 物理交换机对隧道的封装方式是相对固化的。以基于Broadcom Trident-3 交换芯片开发的交换机为例，它只支持标准的NVGRE，VXLAN和GENEVE隧道。在大型公有云等对Overlay隧道的封装方式做了特殊优化的场景，基于ASIC的物理交换机就难以满足需求了。
SmartNic的出现改变了这一切。
由于SmartNic内置了可编程芯片，工程师们可以让SmartNic实现一系列自定义的处理数据包的功能，Overlay的隧道封装和解封装只是它的功能之一。
SmartNic还可以实现OVS卸载。
什么是OVS卸载呢？
让我们回顾这张老图：
图中，各VM可以通过vNIC和VETH Pair，连接到宿主机上的OVS，而OVS完成VM与宿主机外部的数据交换，以及各VM之间的数据交换。
在引入OVS-DPDK后，宿主机上的一部分CPU核会被专门用于运行OVS-DPDK。如期望达到50Gbps的吞吐量时，整机至少需要消耗16个HT，也就是8个物理核。如宿主机为安装了双路Intel 5218R处理器的服务器，40个物理核中，有8个要被OVS-DPDK所占用，也就是整机20%的算力要用于网络的处理。实际上，随着容器/微服务逐渐代替虚拟机成为数据中心中运行业务的主力，这种用于网络通信的算力开销，在数据中心中的比例也会越来越大。这被称为“Datacenter Tax”。
引入了SmartNic后，我们可以将上图中，OVS的功能集成到SmartNic中，如下图所示：
如图，在基于SmartNic实现的虚拟化网络中，不再有veth pair了，VM上的vNIC实质上是SmartNic以SR-IOV方式，为各个VM提供的VF。VM从各个vNIC发送的数据包会直通到SmartNic内建的微型交换模块。
实际上是这个样子的：
SmartNic通过SR-IOV虚拟化出多个VF，直通到VM，内置一个智能可编程交换模块替代vSwitch的功能，同时，其物理网口作为内置交换模块的上行口。
我们发现，SmartNic的这种设计，在两个方面降低了虚拟化的开销：
- SR-IOV直通避免了VirtIO下队列发送接收的开销；
- OVS卸载节约了OVS占用的CPU资源；
此外，由于裸金属服务器操作系统是未知的，无法保证可以安装，裸金属服务器也无法像虚拟机那样利用HostOS上的后端驱动挂载云硬盘，甚至从云硬盘启动。在有了SmartNic后，裸金属服务器就可以使用云硬盘，而无需安装本地盘了。
本期段子：
方老师被拉进了一个微信群，群里著名才子索尔仁察琴通过UDP，给当朝皇帝戈尔巴谢夫发了一首《凉州词》：
黄河远上白云间，一片孤城万仞山。
羌笛何须怨杨柳，春风不度玉门关。
由于UDP无法避免丢包，而且没有重传机制，戈尔巴谢夫收到的是：
黄河远上白云 一片孤城万仞山 羌笛何须怨杨柳 春风不度玉门关
朝中著名佞臣叶栗钦看见，大喊：这可是故意丢数据，也就是欺君之罪，应该交给契卡处理啊！
索尔仁察琴急中生智，说：《凉州词》本是七言绝句，并不是词。我这才是一首真正的词：
黄河远上，
白云一片。
孤城万仞山，
羌笛何须怨？
杨柳春风，
不度玉门关。
戈尔巴谢夫摸了摸自己头上的地图，对叶栗钦说：撤回你说的吧!
索尔仁察琴汗流浃背地退下朝堂。
方老师醒了，原来是个梦。
