DPDK简介

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DPDK是X86平台报文快速处理的库和驱动的集合，不是网络协议栈，不提供二层，三层转发功能，不具备防火墙ACL功能，但通过DPDK可以轻松的开发出上述功能。

DPDK的优势在于，可以将用户态的数据，不经过内核直接转发到网卡，实现加速目的。主要架构如图所示：

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传统的socket方式与DPDK对比：

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DPDK关键技术点：总结送免费学习资料（包含视频、技术学习路线图谱、文档等）

使用大页缓存支持来提高内存访问效率。

利用UIO支持，提供应用空间下驱动程序的支持，也就是说网卡驱动是运行在用户空间 的，减小了报文在用户空间和应用空间的多次拷贝。

利用LINUX亲和性支持，把控制面线程及各个数据面线程绑定到不同的CPU核，节省了线程在各个CPU核来回调度。

LOCKLESS， 提供无锁环形缓存管理，加快内存访问效率。

收发包批处理 ，多个收发包集中到一个cache line，在内存池中实现，无需反复申请和释放。

PMD驱动，用户态轮询驱动，可以减小上下文切换开销，方便实现虚拟机和主机零拷贝。

OVS+DPDK

OpenvSwitch 以其丰富的功能，作为多层虚拟交换机，已经广泛应用于云环境中。Open vSwitch的主要功能是为物理机上的VM提供二层网络接入，和云环境中的其它物理交换机并行工作在Layer 2。

传统host ovs工作在内核态，与guest virtio的数据传输需要多次内核态和用户态的数据切换, 带来性能瓶颈.

Ovs+Dpdk和Ovs本身之间的区别可以由下图简单来表示：

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OVS的版本中，为缓解多级流表查表慢的问题，OVS在内核态采用Microflow Cache方法。Microflow Cache是基于Hash的精确匹配查表（O(1)），表项缓存了多级查表的结果，维护的是每条链接粒度的状态。Microflow Cache减少了报文进用户态查多级表的次数。一条流的首报文进入用户态查表后，后续的报文都会命中内核中的Microflow Cache，加快了查表速度。但是对于大量短流的网络环境来说，Microflow Cache命中率很低，导致大部分报文仍然需要到用户态进行多级流表查找，因此转发性能提升有限。

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DPDK 高性能(user space) 网卡驱动、大页内存、无锁化结构设计，可以轻易实现万兆网卡线速的性能。ovs-dpdk使vm到vm和nic到vm的整个数据传输都工作在用户态，极大的提升了ovs的性能。

另外，ovs-dpdk 结合了DPDK和vhost-user技术的优势。vhost-user是一个用户态的vhost-backend程序，从虚拟机到host上实现了数据零拷贝(zero copy)。

原生ovs与ovs-dpdk比较

（1）原生ovs数据流处理过程如下：

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数据包到达网卡后，上传给Datapath；

Datapath 会检查缓存中的精确流表是否可以直接转发这个包，如果在缓存中没有找到记录，内核通过netlink发送一个upcall给用户空间的vswitchd；

vswitchd检查数据库以查看数据包的目的端口在哪里。这里要操作openflow流表，需要和ovsdb以及ovs-ofctl交互；

刷新内核态流表内容；

Reinject给datapath，重发数据包；

再次查询流表，获取数据包精确转发规则后，按规则转发

（2）ovs-dpdk方式：

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用户态进程直接接管网卡收发数据，采用“IO独占核”技术，即每个端口分配一个核专门用于数据收发，轮询式处理方式代替中断式处理，显著提高IO性能。

总结：

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技术点包含了C/C++，Linux，Nginx，ZeroMQ，MySQL，Redis，fastdfs，MongoDB，ZK，流媒体，CDN，P2P，K8S，Docker，TCP/IP，协程，DPDK等方面。

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