DOCA全稱Data-Center-Infrastructure-On-A-Chip Architecture，是一個高度可程式的SDK開發平台工具，在DPU上的軟體開發平台。
NVIDIA的DOCA™軟體開發平台使開發人員能夠利用行業標準的API在NVIDIA BlueField數據處理單元（DPU）之上快速創建對網路，存儲，安全，管理以及AI / HPC的一系列應用程式和服務。藉助DOCA，通過創建高性能的，軟體定義的，雲原生的，DPU加速的服務，可以對數據中心基礎架構進行編程，從而滿足現代數據中心不斷增長的性能和安全性需求。
DOCA將API，驅動程式，庫，示例代碼，文檔和預包裝的容器組合在一起，幫助用戶快速開發在DPU上運行的數據中心服務，以進行用戶需要的不同類型的數據處理。例如1.對網路和存儲業務處理，加速，和虛擬化；2.利用DPU硬體加速器對數據的加解密和壓縮解壓縮；3.對客戶業務進行安全，QoS處理；4.在Arm核上運行控制平面應用程式；5.支持用遠程管理工具對DPU直接配置和管理。 這些功能套用可以單獨或一起使用，並能將它們與GPU的NVIDIA AI平台集成。
基本介紹
- 中文名：Doca
- 釋義：晶片架構上的數據中心基礎架構開發平台
簡介,發展歷史,核心結構,工作原理,性能優勢,套用領域,
簡介
DOCA以開放的生態，讓應用程式開發人員，設備供應商及軟體合作夥伴能夠對不同的DPU功能進行快速編程，支持雲，網關，核心和邊緣等不同場景。
DOCA包含SDK和DPU實時開發環境兩個部分：
- DOCA SDK包含行業標準API，以及由DPDK， P4，和存儲SPDK等部件組成的軟體框架。
SDK支持多種作業系統， 包含驅動程式，庫，示例代碼，和相應文檔。
- DPU實時開發環境提供了對成百上千個在數據中心運行的DPU進行配置，部署和容器化編排服務的工具。
發展歷史
NVIDIA於2020年10月宣布將提供對DPU進行快速有效編程開發的SDK開發平台DOCA，藉助 NVIDIA DOCA，開發者可以在當前及未來的 NVIDIA BlueField DPU 上廣泛的創建軟體定義、雲原生、DPU加速的應用程式與服務，實現對數據中心基礎設施的編程，並支持零信任安全，從而滿足現代數據中心日益增長的性能與安全需求。NVIDIA DOCA 1.0 主要專注於為 NVIDIA BlueField DPU 提供驅動程式和加速器程式，展現在加速雲計算基礎設施方面的用例，特別是裸金屬雲用例。
2021年，7月發布了 NVIDIA DOCA 1.1 版本提供了更多的 DOCA SDK 組件、運行時和服務，進一步完善了 NVIDIA DOCA 軟體棧，包括 DOCA Flow 庫、DOCA Flow 參考應用程式、加速有狀態流表（SFT – Stateful Flow Table）和加速正則表達式（RegEx – Regular Expression）。NVIDIA DOCA 1.1 將使用和編程 NVIDIA BlueField DPU所需的軟體組件都打包在一起，引入了 x86 平台上的 DOCA 運行時，為開發者帶來了一致的軟體開發體驗，助力開發者加速在 NVIDIA BlueField DPU上的應用程式開發。
藉助DOCA及其BlueField DPU系列硬體，NVIDIA構建了企業和數據中心的生態系統，從而使客戶能夠快速地在DPU上構建數據中心的基礎架構服務。英偉達提出配合DPU處理器的軟體開發工具包——DOCA（Data-Center-Infrastructure-On-A-Chip Architecture）。英偉達的專家將DOCA類比為數據中心伺服器領域的CUDA，其意圖在於幫助開發人員在DPU加速的數據中心基礎設施上構建相應的應用程式，從而豐富DPU的套用開發生態。
在2021年11月發布了 NVIDIA DOCA 1.2 軟體框架，增加了 108 個新 API，引入了零信任安全框架和 App Shield 庫，以及遙測（Telemery）、Firefly 精準時間等 DOCA 服務。NVIDIA DOCA 1.2 和 NVIDIA BlueField DPU 為零信任安全解決方案提供了基礎平台，支持 NVIDIA BlueField DPU 作為 Morpheus 的網路感測器，可以使合作夥伴和客戶能夠更快的在 NVIDIA BlueField DPU 上開發和實現零信任分散式安全解決方案，更好的將零信任網路安全策略在現代數據中心基礎設施中得以實施。
2022 年5月發布的NVIDIA DOCA 1.3 是基於 NVIDIA BlueField DPU 的軟體架構上的，支持 121 個新的 API，並在此版本中引入一些全新和增強功能，包括具有最佳化數據流插入的 DOCA FLOW庫、通信通道庫（Communication Channel）、正則表達式庫（RegEX）、App Shield SDK 、 OVN IPsec 加密完全卸載、多主機鏈路聚合組和 VirtIO 增強功能，以及新增和增強的 DOCA 服務，包括遙測、基於主機的網路和數據流檢測器。
在2022 年 8 月，NVIDIA DOCA 又迎來了 1.4 版，升級 NVIDIA BlueField DPU板級支持包（BSP）到了 3.9.2 版，可以在不重啟主機的情況下使部分 NVIDIA BlueField DPU 進行固件升級；支持具有 32GB DDR 記憶體的 NVIDAI BlueField-2 DPU 25G & 100G w/BMC，獲得更大的記憶體以便更好的支持 VMware Project Monterey，並提高性能；增加對基於 ARM 架構主機的支持，新增 RHEL/CentOS 7.6 kennel 4.14.0-115 作業系統對 AArch64 伺服器主機的支持；支持最長前綴匹配（LPM – Longest Prefix Match）管道（Pipe），通過在更少的表中進行更快的搜尋。
2022年11月，NVIDIA 宣布推出了 NVIDIA DOCA 1.5 長期支持(LTS)版本。
核心結構
DOCA SDK支持不同的作業系統版本，包括引導載入程式，作業系統核心，必要的NIC固件，NVIDIA®驅動程式，示例檔案系統，工具鏈，以及更多已通過NGC™目錄認證的產品。重要的SDK組件如下圖，包括
- 行業標準API：DPDK，SPDK，P4
- 網路加速SDK：ASAP2 SDN， VirtIO，P4，針對5G技術的5T
- 安全加速SDK：IPsec 和 TLS加解密，深度數據包檢查
- 存儲加速SDK：存儲仿真和虛擬化，加密和壓縮
- RDMA加速SDK：UCX，RDMA verbs，GPUDirect®
- 管理SDK：部署，配置，服務編排 (service orchestration)
- 用戶態和核心態支持
Doca
工作原理
就像CUDA對於GPU進行編程支持一樣，DOCA可以對DPU進行快速有效的編程和開發。它集成了支持網路和存儲，安全服務以及可程式P4功能的行業標準開放API。
性能優勢
作為BlueField DPU硬體系列的SDK，DOCA能夠讓客戶快速開發基於DPU的各種網路和存儲數據加速處理，安全特性的推出，及對DPU的單獨管理服務。
DOCA能更好地滿足SDN軟體定義的新趨勢。NVIDIA也支持將DOCA與CUDA結合使用，達到通過GPU加速計算，通過DPU加速數據中心服務的目的。還可以使用DOCA啟用GPUDirect來加速網路上GPU到GPU的通信。
套用領域
- 支持雲，網關，核心，邊緣和企業等不同場景。
- 各種企業和數據中心需要的功能，比如用DPU來卸載和加速數據包處理，支持伺服器業務的安全性，虛擬化和存儲功能等。
- DOCA也增加了對BlueField-2X的支持，能夠構建AI驅動的，最佳化的基礎架構管理和網路安全套用。
