DPDK全称为Date planedevelopment kit，是一个用来进行数据处理加速的软件库。与传统的数据包处理相比，DPDK具有以下特点：

1) 轮询：在处理时避免中断上下文切换的开销，

2) 用户态驱动：规避不必要的内存拷贝和系统调用，便于快速迭代优化

3) 亲和性与独占：特定任务可以被指定只在某个核上工作，避免线程在不同核间频繁切换，保证更多的cache命中

4) 降低内存开销：利用内存大页HUGEPAGE降低TLB miss，利用内存多通道交错访问提高内存访问有效带宽

5) 软件调优：cache行对齐，预取数据，多元数据批量操作

DPDK框架

原型设计

针对这些问题，经过技术调研，也参考了国内外同?的已有解决方案，在过程中和 Intel 团队紧密合作，我们采用 OVS-DPDK 进?开发部署，并最终取得了不错的效果。如下是数据流模型：

数据层面的?个重要改造

1. 底层：?卡硬件相关

基于 VF 的数据流改造

借助硬件将 OverLay 的流量与宿主机的其他?络流量进?分离。通过 flow classification 命令将前者导?到 VF 上，而后者仍然是通过 PF 口到内核进行处理，保持原有处理逻辑不变。OVS- DPDK 只接管 VF ?口，?不触碰 PF 口上的非 SDN OverLay ?络流量。

这样既简化了 OVS-DPDK 的处理逻辑，同时也避免了因 OVS-DPDK 本身的稳定性，而影响其他? SDN ?络模块的稳定性。

2. 中间层：OVS 报?处理

无状态的转发功能

?前，我们对计算节点?络层面的需求，可以分为两大类：VM 流量的转发和 VM 网络的安全监控。其中后者是内部开发的，暂时略过。

针对 VM 流量转发的这个需求，?拆解为两部分：OverLay 外层头的处理和内层报文的转发。

借助 OVS-DPDK 的 flow 表实现这两部分功能。因为没有启? conntrack 功能，因此我们这部分的实现是?状态的。这个拆解，特别是无状态的特性，在热升级的时候取得了不错的效果。

OVS 单网桥

之前参考 OpenStack 的模型，我们使?了 br-int，br-tunnel 两个网桥。在这个模型里，OVS ?桥的使?方式跟传统的 Bridge 使??式差别不大，没有充分发挥 OVS ?桥的优势。

在我们的模型中，把两个网桥整合为一个网桥，将 VXLAN ?和 vhost-user 的?都放到??个网桥上。VM 发出的报?经过 OVS 转发处理后，携带外层头信息进入 VXLAN 驱动，经过 VXLAN 网口的封装后，发送给 VF 网口。

根据我们的数据模型，进入 VF ?的报?只可能是发往 VM 的 VXLAN 类型的报文。这些报文，在被剥除 VXLAN 头后，经过 VXLAN ?进?网桥，经过?桥转发到各个 VM 的 VPORT 。

降低与内核的耦合性

原有的 OVS 桥的路由和 ARP 表需要去内核查询，跟内核的耦合性很强。

我们通过 SDN 控制器下发到 OVS-DPDK，来规避直接与内核的交互。这样?方?简化了 Bridge 的配置(不用单独设置IP地址等)，降低了内核的耦合性，另?方?也降低了热升级时候的复杂度。

3. 上层： vhost-user 与 VM 交互层

vhost-user增强

我们使用的是 QEMU 作为 vhost-user 的 Server 端，OVS-DPDK 进程通过 unixsocket 连接到 QEMU。QEMU 默认仅支持一个这样的连接，改造 QEMU 后，使得 QEMU 支持两个主备倒换的连接，这样热升级的时候，可以通过控制 OVS-DPDK 端的开关，轻松的在新?两个进程间切换。

内存模型采用 2M/4k。

尽量减少对现有 VM 的影响，为以后升级和迁移做准备。

方案优势

总结

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