为AI、HPC和数据中心网络加入安全能力
The Block
Ai 注目
AI和HPC正在重塑数据中心网络架构。文章讨论了在交换芯片、外部PHY、光模块、SmartNIC以及未来芯粒化架构中实现MACsec、IPsec和Ultra Ethernet安全机制的不同取舍,并提到Rambus提供最高支持1.6T、未来可达3.2T的网络安全硅IP。
役立つ
No.ヘルプ

AI和HPC正在改变数据中心网络。现代基础设施通常由前端网络和后端网络组成:前端网络连接用户、存储和管理系统,后端网络则把GPU和计算节点互联起来。在最大规模下,AI集群会跨越多个地点部署,并依靠跨域扩展网络(scale-across networking)来构建统一基础设施。

尽管大多数现代数据中心都采用叶脊架构,但具体实现并不只由技术要求决定。既有供应商关系、产品可用性、供应链因素以及总体拥有成本都发挥着重要作用。因此,目标相近的组织往往会根据自身业务优先级、运营约束和升级策略来实施网络。

AI和HPC基础设施处理的是高价值数据,也代表着巨额资金投入。保护这些环境需要针对以下方面采取控制措施:

与此同时,安全机制必须支持AI基础设施的基本目标:

  • 全线速吞吐和尽可能低的时延影响
  • 可扩展到大量端口和节点
  • 功耗、硅面积和部署成本可接受

业界已经在高速网络中积累了十多年关于MACsec和IPsec等技术的运行经验。当前的主要挑战在于,确定这些能力应该在何处以及如何实现。

现代AI网络运行速率已达数百Gbps,并正快速迈向多Tbps。在这一性能水平下,网络安全必须以如下方式实现:

安全数据平面负责实时的数据包处理和防护。这些功能被集成到交换ASIC、SmartNIC、DPU、光DSP或接口设备中。

控制平面则负责安全策略管理、会话建立,以及周期性的加密密钥刷新等运行时操作。

图1:带有数据平面和控制平面的硬件加速网络安全架构。

最重要的架构决策之一,是将MACsec、IPsec或新兴的Ultra Ethernet安全机制等安全功能放在什么位置。

将安全直接集成到交换ASIC中,可以让加密和认证成为数据包转发流水线的一部分。

优点:

  • 与数据包分类和转发原生集成
  • 在光模块和可插拔模块选择上具有更大灵活性

挑战:

  • 会占用本可用于提高端口密度、数据包缓存和交换容量的硅面积
  • 安全能力受限于ASIC生命周期,未来升级空间有限

另一种方式是将安全功能放在外部PHY器件中(例如线路卡重定时器/gearbox),或放在支持安全功能的可插拔模块中。

优点:

  • 更容易引入新的安全能力
  • 保留交换ASIC资源用于网络功能
  • 把额外功耗从主ASIC移出,并使用更适合功耗优化的技术

挑战:

  • 对外部供应商和模块可用性形成依赖
  • 安全边界从芯片级转移到前面板级

AI和计算系统依赖专用传输协议,包括InfiniBand、RoCEv2和Ultra Ethernet Transport(UET)。与fabric层安全不同,传输安全通常与特定用户、作业或工作负载相关,因此作为端到端服务运行。安全必须在不影响底层fabric的前提下保持透明,同时保留加速计算所需的低时延和高吞吐。

因此,传输安全被集成到(Smart)NIC中,并与硬件加速的传输处理紧密耦合,且通常支持多种传输和安全协议同时运行,以适应不同的通信需求。

图2:AI NIC中的网络安全。

现代基础设施会根据拓扑、信任边界和工作负载需求,同时部署多层安全机制:

  • 用于二层保护的MACsec
  • 用于三层安全的IPsec
  • 用于Ultra Ethernet传输安全的UET-TSS
  • 针对特定fabric和部署优化的专有安全协议

这些机制大体上是互补而非竞争关系。MACsec通常用于链路级保护,IPsec用于保护跨网络路由流量,而传输层安全则保护AI和HPC通信流。

光学技术的进步正在扩大网络安全的部署选项。如今,MACsec已开始直接集成到800G和1.6T光模块中,这得益于针对低功耗数据包处理优化的硅技术。

展望未来,基于芯粒的交换和NIC架构,以及近封装光学和共封装光学,可能为安全集成创造新的机会。专用I/O芯粒有望成为加密和认证功能的自然落点,同时保留宝贵的计算和交换资源。

网络安全如今已成为AI、HPC和云规模数据中心的基本要求。要在Tbps速率下保护流量,就必须采用硬件实现,在满足成本和功耗目标的同时保持线速性能。

业界提供了多种部署选项,包括交换ASIC、外部PHY、光模块、SmartNIC以及未来的芯粒化架构。这种灵活性使数据中心设计者能够根据自身基础设施需求,在安全性、性能、能效和系统成本之间进行平衡。

Rambus通过其覆盖广泛、经过行业验证的网络安全硅IP组合来应对这些挑战,当前支持最高1.6T,未来可扩展到3.2T。客户可以在安全功能、吞吐量、功耗和集成工作量之间进行权衡,以部署满足其硅器件性能、成本和上市时间要求的网络安全能力。更多内容可参见下方链接中的白皮书。

链接

白皮书——为AI、HPC和数据中心加入网络安全

Rambus Secure Networking IP

Maxim Demchenko

チップ
$0
いいね
0
保存
0
閲覧数 30
CoinWorldは、読者の皆様にブロックチェーンを理性的に捉え、リスク意識を高め、各種仮想トークンの発行と投機に注意を払うようお願いします。サイト内のすべてのコンテンツは市場情報または関連する見解のみであり、いかなる形式の投資アドバイスも構成しません。機密情報を含むコンテンツを発見した場合は、“報告”,をクリックしてください。すぐに対処します。
送信
コメント 0
人気
最新
まだコメントがありません。最初のコメントを投稿しましょう!
関連
小鹏MONA首款大五座SUV上市,奔腾小马五门版上市|一周车闻
本周车市集中迎来多款新车与技术进展:一汽奔腾小马五门版、比亚迪第三代秦PLUS DM-i和第二代海鸥、腾势N8、智己LS8 NEO纯电、东风奕派M8天元激光版等相继上市或开启预售;小鹏MONA首款大五座SUV L05上市并开启交付,百度Apollo World也已用于萝卜快跑全球化测试验证。
The Block
·2026-11-05 17:59:14
4
蓝色浪潮因更多审查前景冲击数据中心股票
在周二中期选举中民主党大获全胜后,Neocloud相关股票周三遭到抛售,CoreWeave、Nebius和Iren等公司下跌。市场担心民主党胜选可能放缓数据中心建设节奏,但也有投资人士认为,这或许会让资本开支降温,市场未必会因此全面转向悲观。
Businessinsider
·2026-11-05 17:59:12
10
迈威尔收购提案引发朗美通股价大跌,第三方竞价可能性上升
光网络器件厂商朗美通在收到迈威尔全股票收购邀约后股价走弱,市场质疑交易落地前景,并关注是否会出现其他竞标方或迈威尔提高报价。分析人士认为,尽管AI数据中心建设节奏存在不确定性,朗美通在光互连赛道的战略价值依然较高。
The Block
·2026-11-05 17:59:09
6
韩国为何将加密税推迟至2029年
韩国政府已正式提议将加密货币收益税的实施时间从2027年1月再推迟两年至2029年。财政部长李亨一表示,这将是该税制自2020年推出以来的第四次延期。政府称,此举是为了完善税收规则、建立海外交易信息交换机制,并为未来征税准备更完整的申报和监管系统。现行方案下,年加密收益超过250万韩元的部分将按22%征税,税率本身不变。政府还计划引入最长三年的亏损结转制度,并成立公私联合工作组。
crypto.news
·2026-11-05 17:48:45
12
法国预算案收入部分遭否决,加密税收修正案被搁置
法国国民议会否决了2027年国家预算案的收入部分,导致此前通过的多项加密相关修正案未被纳入送交参议院的版本,其中包括稳定币税收和自托管加密资产申报要求。不过,这些提案仍可能在参议院阶段被重新提出。
Cointelegraph
·2026-11-05 17:48:43
5
もっと見る