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當前位置: 首頁出版圖書科學技術(shù)計算機/網(wǎng)絡軟件工程及軟件方法學DPDK應用基礎

DPDK應用基礎

DPDK應用基礎

定 價:¥49.00

作 者: 唐宏,柴卓原,任平,王勇 等
出版社: 人民郵電出版社
叢編項:
標 簽: 暫缺

ISBN: 9787115426048 出版時間: 2016-08-01 包裝:
開本: 16開 頁數(shù): 190 字數(shù):  

內(nèi)容簡介

  本書不僅深入淺出地介紹了DPDK的基礎原理和安裝調(diào)試方法,還詳細介紹了DPDK在NFV中的應用場景和測試方法,并敘述了DPDK應用開發(fā)的技術(shù)細節(jié)和實踐經(jīng)驗,是DPDK的入門必讀,是了解NFV加速轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的**指南。

作者簡介

  唐宏,男,中國電信股份有限公司廣州研究院數(shù)據(jù)通信研究所所長,主要從事IP承載網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡新技術(shù)方面的研發(fā)與管理工作。

圖書目錄

目錄
第一部分 基礎原理
第 1 章 背景概述........................................................................................................ 3
1.1 產(chǎn)業(yè)背景.................................................................................................................. 3
1.1.1 x86 架構(gòu)性能分析..............................................................................................4
1.1.2 NFV 中的網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)性能分析..............................................................................5
1.1.3 DPDK 的引入.......................................................................................................7
1.1.4 本書范圍............................................................................................................... 8
1.2 DPDK 開源社區(qū).................................................................................................. 9
1.2.1 社區(qū)起源............................................................................................................... 9
1.2.2 社區(qū)網(wǎng)站............................................................................................................. 10
1.3 DPDK 源代碼...................................................................................................... 11
1.3.1 版本總述............................................................................................................. 11
1.3.2 最新版本特性介紹.............................................................................................12
參考文獻........................................................................................................................... 13
第 2 章 DPDK 技術(shù)簡介.............................................................................................. 14
2.1 軟件架構(gòu)................................................................................................................. 14
2.2 巨頁技術(shù).................................................................................................................. 16
2.3 輪詢技術(shù).................................................................................................................. 16
2.4 CPU 親和技術(shù)........................................................................................................ 16
2.5 DPDK 性能影響因素........................................................................................ 17
2.5.1 硬件結(jié)構(gòu)............................................................................................................. 17
2.5.2 OS 版本及其內(nèi)核...............................................................................................18
2.5.3 OVS 性能問題.................................................................................................... 20
2.5.4 內(nèi)存管理............................................................................................................. 20
2.5.5 CPU 核間無鎖通信 ............................................................................................22
2.5.6 目標 CPU 類型的正確設置 ...............................................................................22
第 3 章 DPDK 庫函數(shù).................................................................................................. 23
3.1 EAL 庫................................................................................................................. 24
3.1.1 內(nèi)核初始化與啟動.............................................................................................24
3.1.2 內(nèi)存..................................................................................................................... 25
3.1.3 多線程與親和性.................................................................................................25
3.2 Ring 庫.................................................................................................................. 26
3.2.1 單消費者入隊..................................................................................................... 26
3.2.2 單消費者出隊..................................................................................................... 28
3.3 Mempool 庫 ......................................................................................................... 29
3.4 mbuf 庫 .................................................................................................................. 30
3.4.1 數(shù)據(jù)存儲............................................................................................................. 30
3.4.2 緩沖區(qū)分配與釋放.............................................................................................31
3.4.3 相關(guān)操作............................................................................................................. 31
3.5 PMD 驅(qū)動........................................................................................................... 31
3.5.1 需求與設計......................................................................................................... 31
3.5.2 配置..................................................................................................................... 32
3.6 IVSHMEM 庫........................................................................................................ 32
3.6.1 API 概述 ............................................................................................................. 33
3.6.2 環(huán)境配置............................................................................................................. 34
3.7 Timer 庫.................................................................................................................... 34
3.8 LPM 庫..................................................................................................................... 34
3.8.1 API 概述 ............................................................................................................. 35
3.8.2 實現(xiàn)說明............................................................................................................. 35
3.9 Hash 庫................................................................................................................. 36
3.9.1 API 概述 ............................................................................................................. 36
3.9.2 實現(xiàn)說明............................................................................................................. 36
3.10 多進程支持....................................................................................................... 37
3.10.1 內(nèi)存共享............................................................................................................. 38
3.10.2 局限性................................................................................................................. 38
參考文獻........................................................................................................................... 39
第 4 章 DPDK 安裝與部署.................................................................................... 40
4.1 系統(tǒng)要求.............................................................................................................. 40
4.1.1 BIOS 設置要求................................................................................................... 40
4.1.2 DPDK 編譯要求................................................................................................. 40
4.1.3 運行 DPDK 應用程序要求................................................................................41
4.2 使用源代碼編譯 DPDK............................................................................................. 43
4.2.1 安裝 DPDK 安裝包............................................................................................43
4.2.2 安裝 DPDK 目標環(huán)境........................................................................................43
4.2.3 查看已安裝的 DPDK 環(huán)境................................................................................44
4.2.4 啟用 DPDK 用戶空間 I/O 的模塊.....................................................................44
4.2.5 加載 VFIO 模塊.................................................................................................. 45
4.2.6 在內(nèi)核模塊綁定/解除網(wǎng)絡端口........................................................................45
4.3 編譯和運行示例應用程序...............................................................................46
4.3.1 編譯示例應用程序.............................................................................................46
4.3.2 運行示例應用程序.............................................................................................47
4.3.3 應用程序的邏輯核使用.....................................................................................47
4.3.4 應用程序巨頁內(nèi)存使用.....................................................................................48
4.3.5 其他應用示例程序.............................................................................................48
4.3.6 測試應用程序..................................................................................................... 48
4.4 啟用其他功能...................................................................................................... 49
4.4.1 高精度事件計時器(HPET)功能...................................................................49
4.4.2 無權(quán)限運行 DPDK 應用程序............................................................................49
4.4.3 電源管理和節(jié)能功能.........................................................................................50
4.4.4 核隔離功能......................................................................................................... 50
4.4.5 加載 DPDK KNI 內(nèi)核模塊................................................................................50
4.4.6 IOMMU 功能...................................................................................................... 51
4.4.7 小數(shù)據(jù)分組高速轉(zhuǎn)發(fā)功能.................................................................................51
4.5 快速啟動設置腳本............................................................................................ 52
4.5.1 腳本組織結(jié)構(gòu)..................................................................................................... 52
4.5.2 使用場景............................................................................................................. 53
第 5 章 DPDK 自帶應用軟件調(diào)試..............................................................................54
5.1 命令行應用例....................................................................................................... 54
5.1.1 概述..................................................................................................................... 54
5.1.2 應用例編譯......................................................................................................... 55
5.1.3 應用例運行......................................................................................................... 55
5.1.4 代碼說明............................................................................................................. 55
5.2 HelloWorld 應用例............................................................................................. 56
5.2.1 應用例編譯......................................................................................................... 57
5.2.2 運行應用例......................................................................................................... 57
5.2.3 代碼說明............................................................................................................. 57
5.3 L2 轉(zhuǎn)發(fā)應用例 .................................................................................................... 58
5.3.1 概述..................................................................................................................... 58
5.3.2 編譯..................................................................................................................... 59
5.3.3 運行..................................................................................................................... 59
5.3.4 代碼說明............................................................................................................. 60
5.4 L3 轉(zhuǎn)發(fā)應用例 .................................................................................................... 65
5.4.1 概述..................................................................................................................... 65
5.4.2 L3 轉(zhuǎn)發(fā)應用例編譯............................................................................................65
5.4.3 L3 轉(zhuǎn)發(fā)應用例運行............................................................................................65
5.4.4 代碼說明............................................................................................................. 66
5.5 負載均衡應用例................................................................................................. 69
5.5.1 概述..................................................................................................................... 69
5.5.2 編譯與運行......................................................................................................... 70
5.5.3 代碼說明............................................................................................................. 70
5.6 QoS 調(diào)度應用例................................................................................................... 72
5.6.1 QoS 調(diào)度應用例概述.........................................................................................72
5.6.2 QoS 調(diào)度應用例編譯.........................................................................................72
5.6.3 QoS 調(diào)度應用例運行.........................................................................................73
5.6.4 應用例代碼說明................................................................................................. 75
5.7 定時器應用例....................................................................................................... 76
5.7.1 應用例編譯與運行.............................................................................................76
5.7.2 應用例代碼說明................................................................................................. 76
5.8 分發(fā)器應用例..................................................................................................... 78
5.8.1 概述..................................................................................................................... 78
5.8.2 分發(fā)器應用例編譯.............................................................................................79
5.8.3 分發(fā)器應用例運行.............................................................................................79
5.8.4 分發(fā)器應用例代碼說明.....................................................................................79
5.8.5 調(diào)試與統(tǒng)計信息................................................................................................. 80
參考文獻........................................................................................................................... 80
第二部分 DPDK 應用與測試
第 6 章 DPDK 在 NFV 的應用和相關(guān)測試方法......................................................... 83
6.1 DPDK 在 NFV 中的應用場景.............................................................................. 83
6.1.1 x86 服務器上的應用..........................................................................................83
6.1.2 虛擬機+OVS 的應用..........................................................................................84
6.1.3 虛擬機+SR-IOV 技術(shù)的應用.............................................................................86
6.2 NFV 場景下的測試方法................................................................................ .... ..87
6.2.1 測試拓撲............................................................................................................. 87
6.2.2 測試標準............................................................................................................. 88
6.2.3 測試平臺說明..................................................................................................... 89
第 7 章 DPDK 專項測試與結(jié)論.................................................................................. 92
7.1 測試用例介紹............................................................................................................. 92
7.2 專項測試詳情.......................................................................................................... 93
7.2.1 x86 服務器三層轉(zhuǎn)發(fā)測試..................................................................................93
7.2.2 SR-IOV 測試..................................................................................................... 108
7.2.3 OVS 測試.......................................................................................................... 126

第三部分 DPDK 應用開發(fā)及實例解析
第 8 章 DPDK 應用開發(fā)基礎....................................................................................... 135
8.1 網(wǎng)卡設備................................................................................................................ 135
8.1.1 設備驅(qū)動........................................................................................................... 135
8.1.2 應用接口........................................................................................................... 136
8.1.3 設備接口........................................................................................................... 137
8.2 進程..................................................................................................................... 145
8.2.1 線程................................................................................................................... 145
8.2.2 單進程............................................................................................................... 146
8.2.3 多進程............................................................................................................... 147
參考文獻............................................................................................................................... 149
第 9 章 vDPI 應用實例.................................................................................................. 150
9.1 DPI 簡介 ................................................................................................................... 150
9.2 總體設計.................................................................................................................... 151
9.2.1 模型設計........................................................................................................... 151
9.2.2 組件設計...........................................................................................................151
9.3 實現(xiàn)方案設計.............................................................................................................. 152
9.4 基于 l3fwd 的實現(xiàn)方案.......................................................................................... 153
9.4.1 DPDK 以太網(wǎng)接口........................................................................................... 153
9.4.2 DPI 以太網(wǎng)接口................................................................................................ 154
9.4.3 DPDK 與 DPI 的數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換.......................................................................155
9.4.4 代碼解析........................................................................................................... 155
9.5 基于 pipeline 的實現(xiàn)方案.................................................................................... 157
9.6 實例運行及性能測試.................................................................................................. 158
參考文獻............................................................................................................................... 159
第 10 章 mTCP 和 BRAS 應用實例.................................................................................. 160
10.1 mTCP 案例解析 ...................................................................................................160
10.1.1 mTCP 簡介 ..................................................................................................... 160
10.1.2 mTCP 應用解析.............................................................................................. 161
10.2 BRAS 案例解析 ........................................................................................................ 165 10.2.1 BRAS 簡介 ..................................................................................................... 165
10.2.2 BRAS 應用解析.............................................................................................. 166
參考文獻............................................................................................................................... 168
附錄
附錄一 操作系統(tǒng)服務關(guān)閉說明......................................................................................... 171 附錄二 操作系統(tǒng)安裝......................................................................................................... 172 附錄三 DPDK 編譯............................................................................................................. 173
附錄四 操作系統(tǒng)啟動參數(shù)................................................................................................ 174
附錄五 l3fwd 程序編譯 ................................................................................................... 175
附錄六 l3fwd 啟動配置 ................................................................................................... 178
附錄七 SR-IOV 測試配置........................................................................................................ 181
附錄八 OVS 安裝.................................................................................................................. 183
附錄九 OVS 測試配置...................................................................................................... 184
附錄十 l3fwd 在不同流量下啟動配置 .............................................................................187
附錄十一 大流表測試 l3fwd 啟動配置 ............................................................................. 190

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