Что означает эффективность инфраструктуры в масштабе поставщика услуг

F5 ADSP | 07 октября 2026 г.

Поставщики услуг всегда внимательно следили за производительностью сети. Пропускная способность и задержка остаются важными показателями, но они не говорят операторам о том, какой объем инфраструктуры требуется для обеспечения этой производительности.

Потребление ресурсов процессора и памяти влияет на требования к серверам, плотность рабочих нагрузок, энергопотребление, охлаждение и объем емкости, оставшейся для других сервисов. Эти факторы становятся все более важными по мере того, как все больше сетевых функций переносится в среды Kubernetes.

Компания F5 поручила The Tolly Group провести независимую оценку эффективности инфраструктуры и производительности F5 BIG-IP Cloud-Native Edition в сравнении с протестированным развертыванием виртуальной сетевой функции (VNF). Оба решения оценивались в среде Red Hat OpenShift с использованием двух репрезентативных рабочих нагрузок поставщика услуг: обработка DNS-запросов и Layer 4 плюс Carrier-Grade NAT (L4+CGNAT).

Tolly измерила пропускную способность и задержку вместе с потреблением ресурсов процессора и памяти. Цель состояла в том, чтобы понять, какой объем полезной работы может обеспечить каждое развертывание и какие инфраструктурные ресурсы требуются для этого.

Оценка инфраструктуры, стоящей за производительностью

Результаты тестирования показывают, почему потребление ресурсов стоит рассматривать наряду с традиционными показателями производительности.

В среде Kubernetes неиспользуемые ресурсы процессора и памяти могут оставаться доступными для планирования других рабочих нагрузок платформой, в зависимости от политик использования ресурсов кластера. Таким образом, более низкое потребление ресурсов может обеспечить большую гибкость в том, как операторы используют уже развернутую инфраструктуру.

Две рабочие нагрузки Tolly продемонстрировали разные профили производительности, но обе показали существенное снижение требований к процессору для BIG-IP Cloud-Native Edition в протестированной конфигурации.

DNS: более высокая пропускная способность при меньшем использовании процессора

DNS — это высоконагруженный сервис, где большое количество относительно небольших транзакций должно обрабатываться быстро. В тесте Tolly DNS использовалась функциональность DNS Express внутри BIG-IP, при этом измерялись устойчивая пропускная способность запросов, потребление процессора, эффективность памяти и средняя задержка.

BIG-IP Cloud-Native Edition поддерживал 64 985 DNS-запросов в секунду по сравнению с 34 463 запросами в секунду для протестированного VNF. Это означает почти 1,9-кратное увеличение пропускной способности DNS-запросов.

Требования к процессору также существенно различались. BIG-IP Cloud-Native Edition потреблял 341 мЯдро, в то время как VNF потреблял 4 003 мЯдра, что по сути является полным ресурсом процессора из четырех ядер, выделенных для теста. Таким образом, CNE использовал на 91,5% меньше ресурсов процессора в протестированной конфигурации.

Средняя задержка DNS составила 1,47 миллисекунды для CNE по сравнению с 2,82 миллисекунды для VNF, что является снижением на 48%.

Tolly также нормализовала производительность DNS относительно потребления памяти. BIG-IP Cloud-Native Edition обеспечил 515 759 запросов в секунду на гигабайт памяти по сравнению с 4 194 для VNF, что привело к 123-кратному увеличению количества DNS-запросов на гигабайт памяти в тесте.

F5 BIG-IP Cloud-Native Edition обеспечил почти в 1,9 раза более высокую пропускную способность DNS, используя при этом на 91,5% меньше ресурсов процессора и сократив среднюю задержку на 48% в протестированной конфигурации.

Для операторов, использующих высоконагруженные DNS-сервисы, практическим соображением является то, какой объем инфраструктуры требуется для поддержки заданной рабочей нагрузки. Более низкие требования к процессору и памяти могут оставить больше доступной емкости в среде Kubernetes для дополнительных сервисов или будущего роста.

L4+CGNAT: аналогичная пропускная способность, меньше ресурсов

Тест L4+CGNAT дал другой результат.

Оба развертывания обеспечили пропускную способность примерно 3 Гбит/с. BIG-IP Cloud-Native Edition поддерживал 3 064 Мбит/с, в то время как протестированный VNF поддерживал 3 177 Мбит/с, что делает результат VNF примерно на 3,7% выше.

Разница в потреблении инфраструктуры была значительно больше.

BIG-IP Cloud-Native Edition использовал 812 мЯдер по сравнению с 4 000 мЯдер для VNF. Это означает снижение потребления процессора на 79,7%.

Потребление памяти составило 129 МБ для BIG-IP Cloud-Native Edition и 8 396 МБ для VNF, что привело к снижению на 98,5% в протестированной конфигурации.

Tolly также измерила задержку p95, которая составила 4,73 миллисекунды для BIG-IP Cloud-Native Edition по сравнению с 26 миллисекундами для VNF, что является снижением на 82%.

В протестированной среде пропускная способность оставалась в пределах 3,7%, в то время как BIG-IP Cloud-Native Edition использовал значительно меньше ресурсов процессора и памяти и обеспечил более низкую задержку p95.

F5 BIG-IP Cloud-Native Edition поддерживал сопоставимую пропускную способность L4+CGNAT, сокращая при этом потребление процессора на 79,7%, памяти на 98,5% и задержку p95 на 82% в протестированной конфигурации.

Почему важна эффективность ресурсов

Среды поставщиков услуг часто должны поддерживать большие объемы трафика в инфраструктуре, где ресурсы процессора, памяти, питания и физическая емкость ограничены.

Эффективность использования ресурсов может влиять на то, сколько рабочих нагрузок помещается в кластер, сколько емкости остается доступной для новых сервисов и сколько инфраструктуры требуется по мере роста спроса.

Именно здесь результаты Tolly наиболее полезны. DNS и L4+CGNAT были двумя репрезентативными рабочими нагрузками, выбранными для независимого тестирования. Они не представляют каждую функцию, доступную в BIG-IP Cloud-Native Edition, но они предоставляют конкретные примеры того, как модель развертывания, ориентированная на Kubernetes, может изменить профиль ресурсов сетевых сервисов. Поэтому полученные данные следует понимать как результаты для протестированных рабочих нагрузок и конфигураций, а не как заявления о производительности для других сервисов BIG-IP Cloud-Native Edition.

Результаты также дают операторам еще один показатель, который следует учитывать при оценке архитектуры сетевых функций. Пропускная способность остается важной, но ресурсы процессора, памяти и задержка помогают показать, во что обходится эта пропускная способность с точки зрения инфраструктуры.

Для поставщиков услуг, планирующих сетевые сервисы на базе Kubernetes, эта информация может помочь в принятии решений по планированию емкости, размещению рабочих нагрузок и использованию инфраструктуры.

Чтобы узнать больше, прочитайте полный отчет Tolly Group для независимой оценки эффективности инфраструктуры поставщика услуг F5 BIG-IP Cloud-Native Edition. Также ознакомьтесь с нашим блогом «Облачная модернизация для эпохи ИИ и 5G/6G».

Об авторе