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12.2. NVIDIA DPF Operator について

NVIDIA DOCA Platform Framework (DPF) Operator は、OVN-Kubernetes データプレーン操作を NVIDIA BlueField-3 Data Processing Units (DPU)にオフロードすることで、OpenShift Container Platform でハードウェアアクセラレーションネットワークを有効にします。

DPF デプロイメントでは、x86 サーバー上で実行される管理クラスターと BlueField-3 DPU で実行されるホスト型 DPU クラスターで設定されるデュアルクラスタートポロジーが作成されます。

12.2.1. DPF アーキテクチャーの概要
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OpenShift Container Platform 4.22 での NVIDIA DOCA Platform Framework (DPF) v26.4.1 デプロイメントは、OVN-Kubernetes データプレーン操作を NVIDIA BlueField-3 DPU にオフロードします。

ホスト信頼されるデプロイメントでは、DPF は BlueField DPU をホストアクセラレーターとして使用し、ホストは信頼されるドメインの一部です。管理者は、標準の OpenShift Container Platform API およびカスタムリソース定義(CRD)を使用して、ワークロードと DPU アクセラレーションインフラストラクチャーの両方をオーケストレーションできます。

OVN-Kubernetes などの重要な OpenShift Container Platform ネットワーク機能を DPU にオフロードすることにより、アーキテクチャーがテナントアプリケーションのホスト CPU リソースを解放します。DPF は、自動化されたライフサイクル管理を提供するため、管理者は OpenShift Container Platform から直接 DPU のフリートをプロビジョニング、設定、および更新できます。

注記

現在のリリースでは、サポートされている DPU サービスは、OVN-Kubernetes および DOCA Telemetry Service (DTS)を使用するホストベースのネットワーク(HBN)です。

NVIDIA DPF Operator は Red Hat DPU Operator とは異なります。Red Hat DPU Operator は、サポート対象の NVIDIA DPU デバイスを管理します。NVIDIA BlueField-3 デプロイメントでは、DPF Operator と関連コンポーネントが使用されます。

12.2.1.1. トポロジー
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DPF デプロイメントでは、ハードウェアアクセラレーションネットワークを提供するために連携する 2 つの異なるクラスタープレーンで設定される特殊なネットワークインフラストラクチャーが作成されます。

OpenShift Container Platform 管理クラスター

管理クラスターは、サーバーのメイン x86 CPU コアで実行されます。これは、AI ワークロードやエンタープライズアプリケーションなど、実際のビジネスロジックをホストします。

管理クラスターは、主要な管理インターフェイスと、DPU のフリートとユーザーワークロードの両方をプロビジョニングおよび管理するホストクラスターとして機能します。ホストの信頼できるデプロイメントでは、このクラスターのワーカーノードは、BlueField DPU を収容する物理サーバーです。

管理クラスターは以下の機能を担当します。

  • x86 ホストプロセッサーでユーザーワークロードを実行する。
  • DPUSet、DPUDeployment、DPUService などの Kubernetes CRD を使用して、インフラストラクチャーで必要な状態を定義するための単一のインターフェイスを提供します。
  • DPU の検出、BlueField Bootstream (BFB)イメージのフラッシュ、およびホストからDPUネットワークの設定を行います。
  • DPU クラスターへのサービスとネットワークフローのデプロイメントの調整。
OpenShift Container Platform DPU のホステッドクラスター

DPU のホステッドクラスターは、NVIDIA BlueField DPU のフリートを管理するための専用のセカンダリー Kubernetes コントロールプレーンです。DPU は、このホステッドクラスターのワーカーノードとして機能し、物理的に接続されているベアメタルホストから分離します。

DPU のホステッドクラスターは、次のコンポーネントを実行します。

  • フローをオフロードするために DPU モードで実行されている OVN-Kubernetes。
  • BGP ルーティング用のホストベースネットワーク(HBN)、監視する DOCA Telemetry Service (DTS)、および時刻同期のための Firefly などの DOCA サービス。
  • NVIDIA IPAM、Multus、SR-IOV デバイスプラグインを含むシステムコンポーネント。DPU ハードウェアリソースを管理します。

12.2.1.2. トポロジーの例
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次の図は、参照ラボ環境の物理的な接続を示しています。これは、コアコンポーネントとその相互作用を示すベースラインサンプルとして機能します。

DPF ラボトポロジーの図

12.2.1.3. アーキテクチャーの特性
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ホスト管理の DPU ライフサイクル
ホストが信頼されているデプロイメントでは、DPU はホストから管理されます。このモデルにより、クラウドオペレーターは BlueField にバインドされたサービスを標準の OpenShift Container Platform コントロールプレーンから直接管理できます。DPF は DPU の検出とプロビジョニングを自動化します。DPF Operator はワーカーノードを検出し、DPU オブジェクトを作成し、DOCA Management Service (DMS)をデプロイして BFB ファームウェアをインストールし、ホストと DPU 間のネットワークを設定します。このアプローチにより、標準の Kubernetes API およびワークフローを使用して、手動の低レベルのデバイス設定を削減できます。
インフラストラクチャーサービスのオフロード
ホストのトラステッドモードでは、ネットワーク、ストレージ、セキュリティーなどのインフラストラクチャーサービスは、ホストの CPU から DPU にオフロードされます。これにより、アプリケーションのホスト CPU リソースが解放されます。フレームワークは、BlueField DPU の専用ポートを介してデータセンターのトラフィックをルーティングします。
Kubernetes ネイティブオーケストレーション
DPF は Kubernetes コントロールプレーンを DPU に拡張し、管理者は一般的な Kubernetes コンストラクトを使用して、NVIDIA DOCA サービスおよびサードパーティーアプリケーションを直接 BlueField DPU にデプロイおよびオーケストレーションできるようにします。このアーキテクチャーは、継続中の操作を中断することなく、サービスの自動ローリング更新、スケーリング、およびロールバックをサポートします。
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