الخلاصة

  • تقول 5x9 Networks إن Xeon 6780E ذا 144 نواة شغّل forwarder واحداً لـ64 ألف مشترك، وحقق 200 Mpps مع ACL ومن دون hQoS، أو 800 Gbps عند حزم بحجم 500 بايت. رقم 1.6 Tbps ناتج عن التوسع إلى وحدتي CPU.
  • جمعت بنية Big VM ست عشرة Small VM لتزيل نسخ الحالة المكررة من الذاكرة المخبئية. هذه آلية كفاءة محددة، لكنها قد تجمع التنفيذ والتغيير وحالة المشتركين في حد واحد ما لم تُثبت طبقة مستقلة للتكرار والاستعادة.
  • لا تنشر مادة APRICOT مزامنة للحالة أو حقن أعطال أو إعادة تشغيل أو ترقية أو قياساً لفقد الجلسات واستعادتها. لذلك لا يساوي مسار الأداء سعة متاحة قبل قبول سلوك العطل أيضاً.

قُدمت محاضرة Getting 1+ Tbps from an x86 server في جلسة Network Operations يوم 11 فبراير 2026 في جاكرتا. صاحب العرض Branimir Rajtar، المدير التقني والشريك المؤسس في 5x9 Networks. تصف الصفحات التسع عشرة انتقال BNG افتراضي من عدة forwarders صغيرة إلى forwarder واحدة كبيرة، مع SR-IOV وIntel DPDK وتحسينات في CPU والذاكرة المخبئية وPCIe وDMA وBIOS وبطاقات الشبكة والشفرة.

هذا سجل يكتبه المورّد عن منتجه. يمكن الاستفادة من أرقامه داخل شروطها، لكن لا يجوز تقديمها كتدقيق مستقل أو كإثبات لكل حمل خدمة.

يُنهي BNG جلسات PPPoE أو IPoE في شبكة النفاذ، ويطبق التوجيه في الطبقة الثالثة، وقد ينفذ QoS وACL لكل مستخدم وAAA ومتطلبات الاعتراض القانوني. لذلك لا تقتصر الخدمة على مرور الحزم. هناك حالة تربط الجلسة بالمشترك، ويجب أن تبقى متسقة حين يتوقف برنامج أو بطاقة أو خادم.

بدأت 5x9 بتكوين يضم وحدتي Xeon Gold من الجيل الثاني، في كل منهما 18 نواة، وست عشرة نسخة من forwarder. يذكر العرض 40 Mpps من دون hQoS و26 Mpps معها؛ وعند حزم 500 بايت، 160 و100 Gbps. يمثل الفرق نحو 35% في ذلك التكوين وحده. ليس قانوناً عاماً لتكلفة QoS، لكنه يثبت أن تفعيل ميزة الخدمة يغير رقم السعة بدرجة لا يمكن تجاهلها.

جاءت الزيادات اللاحقة من طبقات مختلفة. ينسب العرض 30% إلى عتاد أحدث وعمل في التطبيق، و30% أخرى إلى DPDK وCPU وPCIe وBIOS وNIC، ثم 20% إلى القياس وإعادة كتابة الشفرة. لا تشكل هذه النسب وصفة قابلة للنقل. أهميتها أنها تكشف سلسلة الاعتماد: لم تنشأ السرعة من اسم x86، بل من معالج وذاكرة وتوزيع أجهزة ودعم برنامج تشغيل وإعدادات وشفرة محددة.

وفق 5x9، انتهى البحث إلى أن إخفاقات الذاكرة المخبئية وانتظار CPU هما الاختناق الرئيسي. استهلك عدد كبير من كائنات الذاكرة مساحة المخبأ، وأدت تغييرات البيانات إلى توقفات، بينما يقرأ المعالج سطراً كاملاً ولو كان الجسم المطلوب أصغر. فُصلت هياكل القراءة عن الكتابة، وعُدل توقيت PCIe/DMA وخوارزميات التجزئة، ويقول العرض إن حجم جدول التوجيه انخفض 90%.

هنا يظهر سبب Big VM. كانت وحدات Small VM الست عشرة تحتفظ بالمعلومة ذاتها مراراً في الذاكرة المخبئية. جمعها في VM واحدة تستخدم نطاق NUMA كاملاً وكل الأنوية يحول النسخ المتعددة إلى مجموعة عمل مشتركة.

هذه فائدة مادية مفهومة. تحسن موضع البيانات يقلل الرحلات إلى الذاكرة الرئيسية والانتظار والجداول المكررة. وقد يقلل العمليات والخوادم العاملة. لكنه لا يلغي مكان الاعتماد؛ بل يجعله أقل تكراراً وأكثر تركيزاً.

يستخدم القياس الحالي Xeon 6780E ذا 144 نواة. تؤكد مواصفات Intel الرسمية 108 MB من المخبأ، وما يصل إلى 88 مسار PCIe 5.0، وTDP مقداره 330 واط في نمط الخادم. لا تصادق هذه المواصفات على اختبار BNG، لكنها تبقي الذاكرة والمسارات والفتحات وNIC والطاقة أجزاءً من ممر الحزم.

تقول 5x9 إن CPU واحداً شغّل forwarder واحدة لـ64 ألف مشترك، وحقق 200 Mpps مع ACL ومن دون hQoS، و800 Gbps عند 500 بايت، مستخدماً 32 GB من الذاكرة. يصل العرض إلى 1.6 Tbps عند التوسع إلى وحدتي CPU. عبارة «خادم واحد» لا تسمح بحذف المعالج الثاني من حدود القياس.

كما لا يجوز حذف شروط المزايا وعدد المشتركين. يذكر العرض أن الأداء يبدأ في الانخفاض بعد 100 ألف مشترك، مع دعم يصل إلى 260 ألفاً. ويقول إن hQoS لكل المستخدمين تخفض الأداء نحو 30%، وإن NAT للجميع يخفضه 30 إلى 40%. هذه نتائج المورّد لتطبيقه، وليست نسباً عامة. لكنها تمنع اعتبار 800 Gbps سعة لكل ما يستطيع BNG تنفيذه.

تشرح DPDK وSR-IOV تسريع المسار. تصل Poll Mode Drivers مباشرة إلى واصفات الاستقبال والإرسال وتستطلع الطوابير بدلاً من انتظار المقاطعات المعتادة. ويجعل SR-IOV جهاز PCIe واحداً يعرض Virtual Functions تحت Physical Function. لا تحدد الآليتان أين تُنسخ حالة المشترك، أو ماذا يحدث عند خروج forwarder، أو كيف تستبدل NIC أو VF من دون إعادة الجلسة، أو كيف يتسلم خادم آخر الحمل.

لفصل CUPS حد مشابه. يمكن فصل سياسات الجلسات والتحكم عن تحويل الحزم، لكن بقاء controller سليماً لا يثبت استمرار user plane إذا فُقدت Big VM أو CPU أو ممر PCIe أو NIC أو الخادم.

لا تتضمن المادة العامة مخطط تكرار أو أسلوب مزامنة للحالة أو احتياطياً من نوع N+1. ولا تعرض إيقاف forwarder عمداً أو فقد VF أو NIC أو CPU أو خادم، ولا زمن إعادة تشغيل، ولا ترقية وتراجعاً، ولا عدداً للجلسات المفقودة أو المستعادة، ولا حملاً مختلطاً من الحزم وQoS وNAT والتحكم، ولا قبول عميل إنتاجي.

لا يثبت غياب هذه البيانات أن 5x9 لا تملك تلك الآليات. ولا يثبت أن Big VM فشلت. إنه يحدد فقط ما يمكن قوله: العرض يقيس مسار أداء ولا يقيس نطاق الحالة الكبير حين يتعرض لعطل أو تغيير.

في Small VM، تُدفع تكلفة تكرار المخبأ، لكن قد ترتبط كل عملية بمجموعة أصغر من المشتركين. في Big VM تتحسن مجموعة العمل ويدخل عدد أكبر من الجلسات في وحدة البرنامج والمعالج والصيانة ذاتها. يمكن لـBig VM متعددة أو خوادم مستقلة أو تكرار الحالة أن تقيد الأثر، إلا أن الشرائح لا تنشر هذه الطبقة.

تتوزع السلطة وفقاً لذلك. تملك 5x9 الشفرة وأدوات القياس وتكوين الاختبار وصياغة الادعاء. يملك Intel ومورّدو NIC السيليكون والبرمجيات الثابتة ومصفوفة التوافق. يملك مشغّل النفاذ الطوبولوجيا والاحتياط والمزايا ونافذة التغيير وقرار إدخال المشتركين. تنشر APRICOT المناقشة ولا تمنح شهادة للخدمة.

يدفع المشغّل ثمن المعالجات الحديثة، والبطاقات المدعومة، والخوادم ذات PCIe الكافي، والهندسة والتراخيص وإعادة الاختبار والسعة الخاملة اللازمة للعطل. قد تقلل الخوادم العاملة الأقل المساحة والكلفة، كما يقترح العرض. لا توجد قياسات طاقة أو كلفة كلية منشورة. الخادم الاحتياطي القادر على استقبال الحالة والوظائف يبقى جزءاً من الحساب ولو كان ساكناً.

ويتحمل المشترك الوجه الآخر للتركيز. إذا انتقلت الحالة في زمن محدود فقد يحصل على خدمة أرخص وأكثر مرونة. وإذا لم تنتقل، فقد يربط حدث واحد عدداً أكبر من الجلسات. لا يدعي هذا المقال وقوع حادث؛ بل يحدد الاختبار الذي يفصل النتيجتين.

البديل الموثوق لا يهدم Big VM. يمكن تشغيل اثنتين أو أكثر على خوادم مختلفة مع احتياط N+1 وحالة متزامنة. يجب إعلان أحجام الحزم، وIPv4/IPv6، وACL، وhQoS، وNAT، وAAA، ومعاملات التحكم وعدد الجلسات النشطة. ثم تُوقف forwarder، وتُفقد VF أو NIC أو CPU أو الخادم، وتُجرى الترقية والتراجع، ويُقاس عدد الجلسات المعادة وزمن التعافي والمعدل المستمر على الاحتياط.

قد تبقى Small VM أفضل في موقع طرفي قليل المستخدمين إذا كان نطاق العطل الأصغر يساوي كلفة المخبأ؛ والعرض نفسه يحتفظ بهذا الاستخدام. ولا تصبح ASIC أو white box مقارنة عادلة إلا تحت المزيج والاختبار نفسيهما.

لا يكمل ASN أو البادئات أو BGP هذه الوثيقة. إنها تثبت هوية مورد التوجيه ووصول المسار الخارجي. لا تثبت استمرار حالة PPPoE/IPoE أو QoS أو NAT داخل BNG. ولا يكتسب RIR أو مؤتمر سلطة قبول السعة الداخلية لأنه يسجل أو ينشر المسار.

الإنجاز الهندسي في عرض 5x9 هو العثور على الحدود داخل أسطر المخبأ وكائنات الذاكرة وNUMA وPCIe وNIC والشفرة وتحريكها. والحد التالي مادي بالقدر نفسه: forwarder واحدة، حالتها، والخادم الذي يحملها.

معيار الخدمة هو ما ينجو من العطل والتغيير، لا الرقم الأعلى. قيمة 800 Gbps على CPU واحد و1.6 Tbps على اثنين قائمة ضمن شروطها. لا تصبح سعة متاحة إلا حين يمر التكوين نفسه عبر العطل والتغيير اللذين يعد المشغّل المشتركين بأنه يستطيع امتصاصهما.

المصادر