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【鲲鹏BoostKit技术速递】鲲鹏KAE特性优化合入Envoy社区,硬件加速支持云原生网关高性能



近日,Envoy社区新增KAE Private Key Provider支持,鲲鹏KAE硬件加速能力进入Envoy contrib扩展体系。


面向HTTPS、mTLS等云原生加密流量场景,Envoy可将TLS握手中的RSA私钥签名、解密等重计算操作卸载到鲲鹏硬件加速器执行,帮助网关降低CPU压力,释放更强吞吐能力。


在实验室环境中,使用k6压测工具进行验证,启用KAE后Envoy QPS/吞吐能力相比未启用时可提升约100%。这意味着在同等CPU配置下,网关可以把更多算力留给请求转发、路由治理、限流观测等数据面能力,也可以在不改造业务应用的前提下承载更多加密连接。



Envoy使用KAE加速TLS私钥计算
提升加密流量处理效率


作为云原生网络数据面的重要开源项目,Envoy广泛应用于API Gateway、Ingress Gateway、Service Mesh Gateway等场景。随着HTTPS、mTLS、零信任架构成为基础设施标配,TLS握手中的非对称加密计算开销也越来越明显。


在高并发、短连接、多服务调用场景下,TLS握手会持续消耗CPU资源。对网关而言,CPU如果被大量加密计算占用,就会影响请求转发、路由治理、限流观测等核心能力。


鲲鹏KAE通过硬件加速方式,将原本由CPU承担的RSA私钥操作卸载到专用加速器执行。Envoy本次新增的KAE Private Key Provider,正是将这一能力接入Envoy TLS处理链路,让用户在鲲鹏平台上获得更高效的加密流量处理体验。


测试表明,在实验室k6压测中,启用KAE后,Envoy在不同线程数量的配置下的QPS/吞吐能力均可实现约100%的提升。


当前,KAE Private Key Provider已经进入Envoy contrib扩展体系。对业务应用来说,加速发生在Envoy数据面内部,应用无需改造;对基础设施平台来说,同等CPU资源可以承载更多加密流量,帮助提升资源利用效率和平台整体性能。




鲲鹏KAE加速:
多场景助力云原生网关升级


API网关:高并发HTTPS入口更从容


互联网应用、移动应用和开放平台通常需要通过API网关承载大量外部HTTPS请求。启用KAE后,TLS握手中的重计算操作可由硬件加速器承担,帮助网关在高并发访问下保持更高吞吐和更稳定的资源占用。


服务网格:mTLS通信更高效


在服务网格场景中,mTLS已经成为服务间安全通信的重要能力。随着服务数量和调用链路增加,加密通信带来的计算成本也会持续上升。KAE Private Key Provider可帮助Envoy降低mTLS场景下的CPU开销,让服务网格在安全与性能之间获得更好平衡。


边缘网关:安全接入与资源效率两不误


边缘节点通常资源有限,却需要承载大量安全连接、设备接入和就近访问流量。通过鲲鹏KAE硬件加速,Envoy可以在边缘网关场景中更高效地处理TLS加密连接,在保障安全接入的同时提升资源利用率。



快速上手:
在鲲鹏平台体验Envoy KAE加速


即刻体验鲲鹏KAE带来的网关性能提升,可按以下步骤进行验证:



准备支持KAE能力的鲲鹏服务器环境。


使用包含KAE contrib扩展的Envoy版本(1.38.0之后)。


在Envoy配置中启用KAE Private Key Provider。


使用k6等压测工具对HTTPS或mTLS流量进行对比验证。


```yamlfilter_chains:- transport_socket:    name: envoy.transport_sockets.tls    typed_config:        "@type": type.googleapis.com/envoy.extensions.transport_sockets.tls.v3.DownstreamTlsContext        common_tls_context:        tls_certificates:        - certificate_chain:            filename: "/etc/envoy/tls/tls.crt"            private_key_provider:            provider_name: kae            typed_config:                "@type": type.googleapis.com/envoy.extensions.private_key_providers.kae.v3alpha.KaePrivateKeyMethodConfig                poll_delay: "0.001s"                max_instances: 12                private_key:                filename: "/etc/envoy/tls/tls.key"```


环境配置与压测实践仅供参考,实际部署请结合业务模型和生产要求进行验证。



参考链接


KAE Private Key Provider现已进入Envoy社区contrib扩展体系,详见:

Envoy PR: https://github.com/envoyproxy/envoy/pull/41889


Envoy KAE Private Key Provider文档:

https://www.envoyproxy.io/docs/envoy/latest/api-v3/extensions/private_key_providers/kae/v3alpha/kae.proto


鲲鹏KAE硬件加速能力与Envoy云原生数据面的结合,为高并发HTTPS、mTLS、API网关、服务网格和边缘网关等场景提供了新的性能增强路径。


启用Envoy KAE加速,让云原生网关快人一步!



往期回顾




第六期:鲲鹏BoostKit技术速递 | 鲲鹏KAE加速引擎再升级:更高吞吐,更低负载


第五期:鲲鹏BoostKit技术速递 | 损耗大降!鲲鹏虚拟化硬核升级,性能直逼物理机


第四期:鲲鹏BoostKit技术速递 | 视频编码新突破,鲲鹏SVE 256bit助力直播与短视频平台提速降本


第三期:【鲲鹏BoostKit技术速递】重塑流计算效能!鲲鹏自研OmniStream引擎开源:向量化加速Flink,实现吞吐跃升!


第二期:【鲲鹏BoostKit技术速递】开箱即优,鲲鹏向量检索新标杆——KBest来了!


第一期:Milvus社区合入鲲鹏BoostKit预取特性,开启向量检索新速度!




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