8、虚拟网络性能评估与优化框架解析

虚拟网络性能评估与优化框架解析

在当今的网络环境中，虚拟网络技术的应用越来越广泛，如何评估和优化虚拟网络的性能成为了关键问题。本文将深入探讨虚拟网络性能评估与优化的相关技术和框架。

1. 虚拟网络基础与传统通信问题

在虚拟网络环境中，Linux 内核实现了名为 “linux-bridge” 的虚拟交换机，它允许虚拟网络功能（VNFs）在同一主机上与其他容器化的 VNFs 进行通信，也可以通过机器上的实际以太网端口与其他主机通信。

虚拟以太网端口可以通过阻塞或非阻塞系统调用进行访问，例如使用标准的 POSIX Socket API，通过 send() 和 recv() （或其更通用的形式 sendmsg() 和 recvmsg() ）交换数据包。然而，这种方法存在明显问题：
- 每个 UDP 数据报的交换至少需要两次系统调用，系统开销会随着交换的数据包数量成比例增长。
- 每个数据包都要遍历 Linux 内核中的各个网络堆栈层，进行处理和传输，增加了处理时间。

虽然内核 API 中引入的批量系统调用（如 sendmmsg() / recvmmsg() ）可以处理多个数据包，减少系统调用次数，但数据包仍然需要遍历整个内核网络堆栈，即使在本地传输也会有额外的复制操作。

2. 绕过内核网络堆栈的解决方案

为了提高虚拟网络的性能，可以采用多种方法绕过（全部或部分）标准的网络堆栈。

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