DPDK原生TCP/IP stack架构

1. dpdk介绍

dpdk是 intel 公司发布的一款数据包转发处理套件. 它运行于linux userspace。这组套件包括了linux 进程所需要的大部分组件。

但缺少一个传统的tcp/ip 协议栈。其他应用程序没办法方便的通过dpdk对外通信。本文主要介绍如果移植一个TCP/IP协议栈到dpdk。

• device: ethdev, devargs,bond,KNI,PCI,PCI IDs

• memory: memseg, memzone,mempool,malloc,memcpy

• timers: cycles, timer,alarm

• locks: atomic, rwlock,spinlock

• CPU arch: branch prediction, cache prefetch, byte order, CPU flags

• CPU multicore: interrupts, launch, lcore, per-lcore, power/freq

• layers: ethernet, IP,SCTP,TCP,UDP,frag/reass,LPM route,ACL

• QoS: metering, scheduler,RED congestion

• hashes: hash, jhash,FBK hash,CRC hash

• containers: mbuf, ring,distributor,tailq,bitmap

• packet framework:
  • port: ethdev, ring, frag, reass, sched, src/sink
  • table: lpm IPv4, lpm IPv6, ACL, hash, array, stub
  • pipeline

• basic: approx fraction, random, key/value args, string

• debug: debug, log,warnings,errno

• misc: EAL config, common,version
• 
  

  2. ANS总体架构

ANS(Acceleted Network Stack)是参考freebsd，重新设计实现的dpdk原生的tcp/ip协议栈。

ANS架构如下：

Ø  DPDK：各种快速包处理库，是ANS加速网络协议栈的运行环境。

Ø  ANS：加速网络协议栈，包括以下模块：

  ethernet：网络数据包二层处理模块。

  ARP：ARP协议栈处理模块。

  IPv4 Forwarding: 网络数据包三层处理模块，包括三层转发功能。

  IPv4 Reassembly：网络数据包分片重组模块。

  Routing：路由转发表管理模块。

  ICMP：ICMP协议处理模块。

  ACL：包过滤模块，通过KNI旁路控制面数据流到linux kernel。

  UDP Termination：UDP协议栈处理模块。

  TCP Termination：TCP协议栈处理模块。

  SOCKET：是ANS和上层应用程序的接口层，和标准linux SOCKET API兼容。

  配置管理：通过CLI配置Device、IP、Route、Neigh、ACL、Log；从linux kernel同步IP和route到ANS；查看IP统计。

有兴趣一起开发的，可以访问代码库：

https://github.com/ansyun/dpdk-ans  

QQ群：86883521