DPDK架构

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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

DPDK应用示例介绍

DPDK 示例应用程序是小型独立应用程序，它演示 了DPDK 的各种功能。这些示例可以被视为 DPDK 功能的说明书。有兴趣使用 DPDK 的用户可以获取应用程序，试用这些功能，然后扩展它们以满足其需求。

1.1 DPDK应用示例

下表中列出了在DPDK源码examples目录中一些主要的应用示例。

这些示例从简单到复杂，但大多数都旨在演示 DPDK 的一个特定功能。下面将重点介绍一些更有趣的示例。

Hello World(Hello World)：与大多数编程框架的介绍一样，一个好的开始是Hello World应用程序。Hello World 示例设置 DPDK 环境抽象层 （EAL），并打印一个简单的"Hello World"消息到每个启用 DPDK 的核心。此应用程序不执行任何数据包转发，但它是测试 DPDK 环境是否编译和正确设置的一个很好的方法。

基本转发框架（Basic Forwarding/Skeleton App）：基本转发/骨架包含使用DPDK 启用基本数据包转发所需的最小代码量。这允许您测试网络接口是否使用 DPDK。

二层转发（Network Layer 2 Forwarding）：网络第 2 层转发，或者应用程序确实基于以太网 MAC 地址进行转发，就像一个简单的交换机。l2fwd

三层转发(Network Layer 3 Forwarding)：网络第 3 层转发，或应用程序确实基于互联网协议、IPv4 或 IPv6 进行转发，就像一个简单的路由器。l3fwd

数据包分发器(Packet Distributor)：数据包分发器演示如何将到达 Rx 端口的数据包分发到不同的内核进行处理和传输。

多进程应用程序(Multi-process Application)：多进程应用程序显示两个 DPDK 进程如何使用队列和内存池来共享信息。

RX/TX回调应用程序(RX/TX Callbacks Application) ：RX/TX回调示例应用程序是一个数据包转发应用程序，演示用户在接收和传输的数据包上使用用户定义的回调。应用程序通过向 RX 和 TX 数据包处理函数添加回调来计算 RX（数据包到达）和 TX（数据包传输）之间的数据包延迟。

IPSec 安全网关(IPsec Security Gateway)：IPSec 安全网关应用程序是更接近真实示例的最小示例。这也是使用 DPDK Cryptodev 框架的应用程序的一个很好的示例。

总结；

精度时间协议 （Precision Time Protocol (PTP) Client)客户端：PTP 客户端是实际应用程序的另一个最小实现。在这种情况下，应用程序是一个 PTP 客户端，它与 PTP 主时钟通信，使用 IEEE1588 协议在网络接口卡 （NIC） 上同步时间。

服务质量调度程序 （QoS Scheduler） ：QoS 调度程序应用程序演示使用 DPDK 提供 QoS 调度。