DPDK技术原理与架构

本文介绍了DPDK技术的基本原理和架构,重点讨论了DPDK如何通过旁路内核协议栈、轮询模式收发、大页技术、CPU亲和性等优化技术提升服务器数据平面的报文处理性能。DPDK作为一个开源工具集,已成为SDN和NFV领域的关键技术,用于开发高速转发应用。

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​本文参考“《中国电信DPDK技术白皮书v1.0》”,DPDK 技术框架可以划分为 DPDK 基本技术与 DPDK 优化技术两部分,前者指标准的 DPDK数据平面开发包和 I/O 转发实现技术,后者是在 DPDK 应用过程中,为进一步提高各类用户应用程序的转发性能。

中国电信DPDK技术白皮书v1.0

DPDK基础—认识DPDK技术

DPDK架构高清版

DPDK编程指南(中文版)

技术原理与架构

由于采用软件转发和软件交换技术,单服务器内部的转发能力是 NFV 系统的主要性能瓶颈。在各类高速转发的 NFV 应用中,数据报文从网卡中接收,再传送到虚拟化的用户态应用程序(VNF)处理,整个过程要经历 CPU 中断处理、虚拟化 I/O 与地址映射转换、虚拟交换层、网络协议栈、内核上下文切换、内存拷贝等多个费时的 CPU 操作和 I/O 处理环节。

业内通常采用消除海量中断、旁路内核协议栈、减少内存拷贝、CPU 多核任务分担、Intel VT 等技术来综合提升服务器数据平面的报文处理性能,普通用户较难掌握。业界迫切需要一种综合的性能优化方案,同时提供良好的用户开发和商业集成环境,DPDK 加速技术方案成为其中的典型代表。

DPDK 是一个开源的数据平面开发工具集,提供了一个用户空间下的高效数据包处理库函数,它通过环境抽象层旁路内核协议栈、轮询模式的报文无中断收发、优化内存/缓冲区/队列管理、基于网卡多队列和流识别的负载均衡等多项技术,实现了在 x86 处理器架构下的高性能报文转发能力,用户可以在 Linux 用户态空间开发各类高速转发应用

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