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DPDK如何实现高性能网络数据处理?原理与实践?

GG网络技术分享 2026-01-21 00:18 2


哎呀, 说实话,现在的网络环境真是太卷了大家dou在追求那个所谓的高性Neng仿佛慢一毫秒就要被时代抛弃一样。特bie是dui与我们这些天天跟服务器打交道的人kan着那流量图像心电图一样忽上忽下心里真不是滋味。经hen多前辈先驱的研究,目前业内Yi经出现了hen多优秀的集成了上述技术方案的高性Neng网络数据处理框架,如 6wind、 优化一下。 windriver、netmap、dpdk等,其中,Intel的 dpdk在众多方案脱颖而出,一骑绝尘。

你想想kan, 从硬件上,比如说,现在的类似hen多 40Gpbs、32-cores、256G RAM这样配置的 X86服务器wan全可yi处理 1千万个以上的并发连接。这听起来是不是hen吓人?dan是!注意了dan是!如guo你用的还是老掉牙的传统Linux内核网络栈,那简直就是拿法拉利去跑泥巴地,根本跑不起来啊兄弟们!CPUdou在干嘛呢?dou在忙着处理中断,忙着上下文切换,忙着拷贝来拷贝去,真正干活的没几个,妥妥的!。

DPDK 高性Neng网络数据处理:原理、配置与实践

为什么我们要抛弃传统的Linux内核?它Zuo错了什么?

这就得说说那个让人又爱又恨的内核了。简单地说,DPDK使高速数据包网络应用程序的开发变得geng快,这意味着它允许构建Neng够geng快地处理数据包的应用程序,这多亏了内核的绕过.如下图为linux内核包处理和dpdk包处理的区别。 纯正。 虽然我没法把图贴出来 dan是你得脑补一下那个画面:左边是拥挤不堪的高速公路收费站,右边是全速通行的专用赛道。

低效表现在: 1)网络数据包来了之后tong过中断模式进行通知,而cpu处理中断的Neng力是一定的,如guo网络中有大量的小数据包,造成了网络的拥堵,cpu处理不及时.dui与每一个网卡,应用层dou需要调用相应接口进行配置.ETCD介绍—etcd概念及原理方面分析214952022年作为一个中年程序员写给35岁的自己10019C++微服务RPC框架,一文带你彻底搞懂 RPC9965C++后台开发学习路线8454浅析Redis分布式锁——从... 哎呀不好意思, 复制粘贴错乱了一点,不过这也正好说明了我们平时学习是多么的杂乱无章对不对?你kan这些知识点ETCD、RPC、Redis,哪个不是要命的?

YYDS! 说回正题。传统领域面临的挑战是急需一套软件架构的高性Neng网络IO开发框架。.即使有业务对QPS要求不高,主要是CPU密集型,dan是现在大数据分析、 人工智Neng等应用dou需要在分布式服务器之间传输大量数据完成作业.基于专用网络处理器,有基于FPGA,geng有基于ASIC的. 这些硬件虽然牛,dan是贵啊!开发难度也大啊!suo以我们还是得回到X86通用服务器上来想办法。

那个叫DMA的东西到底在干嘛?

这是可以说的吗? hen多时候我们dou在讨论零拷贝,其实DMA就是其中的关键。MAC控制器的功Neng主要是数据帧的构建、 数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功Neng;PHY芯片的主要功Neng是将从PHY来的并行数据转换为穿行流数据,再按照物理层的编码规则把数字信号进行编....dpdk成为了高性Neng网络数据处理的优秀框架。本篇文章主要介绍DPDK接收与发送报文的流程,包括CPU与网卡DMA协同工作的整个交互流程、 数据包在内存、CPU、网卡之间游...

我不敢苟同... 它提供了一组用于处理数据包的库,旨在提高网络设备与处理器之间的数据传输速度,减少延迟,bing且使得处理网络数据geng加高效。.1 dpdk 配置2 抓包原理3 源码解析1 dpdk 配置.

DPDK的几大板斧:它是如何逆天改命的?

DPDK之suo以Neng这么火,肯定不是靠脸吃饭的。DPDK技术简介- 技术原理与架构:DPDK的主要目标是提高数据包在用户空间的处理速度,tong过绕过内核网络栈,利用高性Neng的轮询模式处理数据包,减少上下文切换和系统调用,从而提升网络吞吐量.#### 一、IntelDPDK简介Intel Data Plane Development Kit 是一套开源的高性Neng数据包处理软件库集合,专为基于Intel架构的平台设计,旨在优化网络应用的性Neng.,谨记...

Hugepages:大页内存到底有多大?

大体上... 我们平时用的内存页是4KB对吧?这在几兆内存的时候还行,现在动不动几百G内存,如guo你还用4KB的页,那个页表得有多庞大啊?TLB根本存不下嘛!TLB miss了就要去内存查页表,这一来一回时间就没了。 suo以DPDK搞了个Hugepages,一般是2MB甚至1GB大小。这样一来页表项少了TLBNeng装下的多了访问内存的速度自然就上去了。 dan是配置这个玩意儿有时候真的hen烦人, 你要挂载文件系统,还要计算数量算错还得重来。

PMD:轮询模式驱动——累死累活的CPU

传统的网卡驱动是中断模式的,有包来才喊CPU干活。没包的时候CPU可yi休息。dan是在高并发下这个“喊”的过程太费劲了。 PMD不一样,它是个工作狂。它不让CPU休息,就在那儿死循环地问:“有包吗?”虽然kan着hen傻hen暴力,甚至把CPU占用率拉到了100%,dan是在处理海量小包的时候,这种方式反而Zui快!主要原因是没有中断上下文切换的开销啊。 这就是所谓的空间换时间,也是性Neng换舒适度,我怀疑...。

CPU亲和性:别让你的线程到处乱跑

躺平。 对网络帧封装和处理BATATABATATA 控制线程一般绑定到MASTER核上,接受用户,并传递BATATA 如guo不绑定亲和性, 线程今天在这个核跑,明天在那个核跑,Cache里的热数据就废了L1/L2 Cache Miss会让人崩溃的。

DMA传输与环形缓冲区:数据的流水线工厂

这是整个DPDKZui精妙的地方之一。网卡和内存之间怎么交互?靠DMA直接搬运。 dan是DMA往哪儿搬?怎么知道哪里有空位?这就用到了Ring Buffer。 想象一下一个圆形的传送带。软件负责把空闲的内存描述符放到传送带上告诉网卡:“这儿有空地儿,往这儿倒!”网卡收到包后就把填满数据的描述符放到另一个传送带上告诉软件:“货到了快来拿!” 整个过程不需要CPU参与搬运数据,CPU只需要指挥一下就行。 这种无锁队列的设计也是为了极致的性Neng,划水。。

常见高性NengI/O框架对比一览表
Name Type Bypass Kernel Ease of Use
D P D K User Space Drivers YES HARD
N E T M A P K bypass + Ring Map YES MEDIUM
S R _ I O V H A R D W A R E N O EASY
L I N U X N A T I V E O L D S C H O O L N O V E R Y E A S Y
*注: 以上评价纯属个人偏见,如有雷同纯属巧合。

KNI与OVS:如何跟现有的世界和平共处?

用了DPDK之后suo有逻辑dou在用户态了那原来的iptables怎么办?路由表怎么办?原来的Linux工具dou不好使了啊! 别慌,Intel早就想到了。他们搞了个KNI 。这玩意儿就像个翻译官,它在用户态模拟了一个虚拟网卡,ran后把需要内核处理的流量透传给内核栈。 ` 还有Open vSwitch ,现在OVS+DPDK简直是SDN的标准配置了,走捷径。。

也许吧... 把vSwitch的数据面卸载到DPDK上,转发性Neng提升了N倍不止。` `


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