dpdk基础教程——框架简介

一、DPDK是什么

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DPDK是专为快速收发包所开发的一系列的库文件和驱动代码。DPDK最初的动机很简单，为了证明Intel架构多核处理器能够支撑高性能数据包处理，现在DPDK逐渐成为通用多核处理器高性能数据包处理的业界标杆。可以用来1）在极短的时间里面完成收发包2）开发快速的抓包算法。3）运行第三方的快速路径栈

二、传统数据包处理流程下的弊端

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在讲解DPDK解决了什么问题之前，我们先来看看高速数据包处理领域存在的难题

传统网络设备驱动包处理的流程如下：

1、数据到达网卡设备

2、网卡通过DMA取数据

3、取到数据后，网卡发送中断，唤醒处理器。

4、驱动软件填充读写缓冲区数据结构

5、数据报文到达内核协议栈

6、将数据报文从内核态拷贝到用户态

7、用户态进而处理数据报文

传统数据包处理方式存在以下两个难题

1.每来一次报文，就触发一次中断，互联网时代的带宽从千兆到万兆，甚至运营商级别的带宽都达到了100万兆，采用中断模式时，大量数据的到来会导致频繁的中断触发，系统承受不了如此频繁的中断。

2.数据包需要从内核态拷贝到用户态，当数据量巨大时，这个拷贝操作会大幅的降低数据包处理性能。

三、DPDK使用的技术以及解决的问题

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DPDK框架通过使用一些工程技术很少的解决了上述问题。

3.1 轮询采用类似网络编程中的poll模型来接收数据包，可避免中断上下文切换带来的开销

3.2 用户态驱动linux下用户态使用的技术是UIO技术，后面会做详细的介绍。在这种工作模式下，可避免不必要的内核拷贝，又避免了系统调用。一个间接的影响在于，用户态驱动不再受限于内核现有的数据格式和行为定义。

3.3 亲和性和独占DPDK工作在用户态，但是线程的调度还是依赖于内核。利用CPU的亲和性绑定，可以让指定任务运行在某个cpu逻辑核心上，避免了线程在不同核心之间频繁切换，不同核心之间切换容易导致cache miss和cache write back，从而造成性能下降。

3.4 大页内存利用大页内存可以有效的降低TLB miss，从而减少访存的开销。

3.5 软件调优比如结构体的cache line对齐比如数据在多核间访问避免跨cache line访问比如适时的预读取数据比如多元数据批量操作

3.6 充分挖掘网卡性能，使用硬件的新特性

三、DPDK应用场景

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而DPDK最大的优点就是改进小封包吞吐量与作业负荷效能，传统的网路架构都是针对大封包吞吐量进行最佳化，而Intel® DPDK可以解决小封包所带来效能不佳的问题。

这几年电信网络云化逐渐成为不可逆转的趋势，而电信网络是典型的管道类业务，用ovs远远无法满足动辄上百G的转发需求，

因此DPDK被广泛应用。

华为，爱立信，思科等电信设备商的高转发电信云设备基本都已经支持DPDK，在全球上百家主流运营商部署测试活商用，如AT&T，Vodafone，中国移动等。

除了应用在企业终端外, Intel DPDK 也可以在软体定义网路 (SDN) 与网路功能虚拟化 (NFV) 中扮演着重要的角色。

相信读完这篇博客，你对dpdk的理解有了一个总体上的认识。从下节开始，我开始讲解一些DPDK开发中的基础概念，

了解这些概念有助于后续更好的理解和使用DPDK框架

下一课传送门

DPDK基础教程之基础概念篇（UIO,大页内存,CPU亲和性,NUMA机制等）

https://blog.csdn.net/haolipengzhanshen/article/details/73733617