dVRM: Cross-Switch Memory Sharing and Self-Adaptive Allocation in Distributed Data Plane

Mimi Qian

doi:10.1109/TC.2026.3678701

dVRM: Cross-Switch Memory Sharing and Self-Adaptive Allocation in Distributed Data Plane

2026-03-30

0

PRE

AI

DOI：10.1109/TC.2026.3678701

原文链接

原文求助

摘要

En 中文

可编程交换机通过支持网络遥测、网络内计算和机器学习等新应用类型，已彻底改变了网络领域。这些应用大量使用寄存器内存，但其性能受到片上资源稀缺（如Tofino交换机仅有的15 MB SRAM）的显著限制。为有效满足日益增长的内存需求，我们旨在跨多个交换机池化寄存器资源，创建更大的统一寄存器内存空间。这种资源池化方法解决了现有单交换机虚拟寄存器内存（VRM）方案的局限性，后者无法满足分布式环境下的应用需求。为实现此目标，我们提出dVRM，一种分布式VRM部署框架，支持跨交换机内存共享和数据平面上的自动态内存分配。dVRM引入三项创新：(1) 分组多交换机寄存器（GMRs），将分布式流水线阶段虚拟化为统一内存池；(2) 一种基于数据平面实时反馈的自适应位宽分配机制；(3) 针对分布式VRM并发应用部署的轻量级启发式算法，该算法被表述为混合整数线性规划（MILP）问题。我们在Intel Tofino ASIC硬件交换机及BMv2上实现了dVRM。实验结果表明，dVRM可将哈希单元消耗最多降低26%，并在不同工作负载下将准确度（ARE）提升最多57.3%。

Keyword:

Programmable network

distributed deployment

dVRM: Cross-Switch Memory Sharing and Self-Adaptive Allocation in Distributed Data Plane

摘要

期刊

机构

引用论文