一、背景介紹

【鵝廠網(wǎng)事】高性能網(wǎng)關(guān)設(shè)備及服務(wù)實(shí)踐

《高性能網(wǎng)關(guān)設(shè)備及服務(wù)實(shí)踐》這篇博文，介紹了傳統(tǒng)內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧技術(shù)的瓶頸及怎么突破，從而引入DPDK + VPP這種處理方式。

二、高性能

性能提升方法。

架構(gòu)：DPDK使用巨頁(yè)、NUMA、D-cache優(yōu)化，VPP?的I-cache優(yōu)化；

算法：Bihash，查表lockless；

代碼：Vector?、宏構(gòu)造函數(shù)、結(jié)構(gòu)體cacheline對(duì)齊、線程綁核、指令預(yù)取、指令優(yōu)化；

三、轉(zhuǎn)發(fā)流程圖譜

3.1 VPP轉(zhuǎn)發(fā)圖譜

Cisco VPP(5) node關(guān)系圖_趙占旭的博客-CSDN博客_vpp節(jié)點(diǎn)圖

層二轉(zhuǎn)發(fā)圖譜：

層三轉(zhuǎn)發(fā)圖譜：

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3.2 Linux內(nèi)核報(bào)文收發(fā)流程

https://zhaozhanxu.com/2016/07/14/Linux/2016-07-14-Linux-Kernel-Pkts_Processing3/

層二轉(zhuǎn)發(fā)：

層三轉(zhuǎn)發(fā)：

四、Node節(jié)點(diǎn)及初始化

VPP代碼分析——Node的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和初始化_Illina的博客-CSDN博客_node數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

node的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如上圖所示，__bootstrap_vlib_main_vector是最頂級(jí)的全局變量，此變量下的vm是一個(gè)vec結(jié)構(gòu)，每thread一個(gè)vlib_main_t，對(duì)于node結(jié)構(gòu)來(lái)講，比較重要的是node_main，對(duì)應(yīng)vlib_node_main_t結(jié)構(gòu)體，在vlib_node_main_t中，nodes成員以vec數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織，用來(lái)真正保存一個(gè)個(gè)注冊(cè)在VPP系統(tǒng)中的node，vlib_node_t結(jié)構(gòu)中存儲(chǔ)了node節(jié)點(diǎn)的所有信息。

???為查找方便高效，vlib_node_main_t有成員node_by_name，以hash的方式組織，可按name快速hash到node的index；

?? node_registrations是提供給初始化函數(shù)使用的，是一個(gè)單鏈表的結(jié)構(gòu)，VLIB_REGISTER_NODE宏注冊(cè)的node在初始化前就預(yù)先掛載在這個(gè)成員變量中。

?

函數(shù)流程如上圖，vlib_unix_main是初始化入口，函數(shù)默認(rèn)會(huì)啟動(dòng)一個(gè)線程，在thread0中完成node結(jié)構(gòu)的注冊(cè)和node graph的創(chuàng)建，vlib_register_all_static_nodes函數(shù)用來(lái)將vlib_node_registration_t結(jié)構(gòu)下node_registrations鏈表中的node真正放到vlib_node_main_t結(jié)構(gòu)下的node池中。

?? vlib_node_main_init函數(shù)用來(lái)根據(jù)注冊(cè)node提供的next node信息，建立一個(gè)完整的node graph，在VPP運(yùn)行正確后，通過(guò)命令show vlib graph可以查看所有注冊(cè)的node和node之間的關(guān)系。

五、Main過(guò)程

VPP源碼分析及流程圖 - ll_1997_ll - 博客園

5.1?vpp/vnet main.c

1.main?首先解析參數(shù)，再需要初始化堆，插件的初始化將由他提供。

2.vpe_main_init?初始化各種插件，通過(guò)宏函數(shù)VLIB_INIT_FUNCTION(X)，可以通過(guò)遍歷單鏈表、動(dòng)態(tài)鏈接的方式指定不同的初始化類型如早期的配置、功能等

3.調(diào)用?vilb_unix_main

5.2?vilb_unix_mian

vlib_plugin_early_init (vlib_load_one_plugins)?從配置文件中讀取插件的路徑而不用重新編譯.

vlib_thread_stack_init?創(chuàng)建主線程的線程棧，對(duì)于線程的管理，通過(guò)了數(shù)組的形式，所以每次使用地址可以直接通過(guò)偏移量來(lái)找到他

clib_call_jmp?這里執(zhí)行了main線程(thread0)的回調(diào)函數(shù)。

5.3?vlib_main

cli_time_init?用于多線程時(shí)間輪調(diào)度

vlib_register_all_static nodes?同樣也是通過(guò)遍歷單鏈表的方式對(duì)所有的節(jié)點(diǎn)分配內(nèi)存、初始化等等。

vlib_call_all_init_fountions?這里的初始化不同于最開始時(shí)的初始化，這里是建立節(jié)點(diǎn)圖，通過(guò)函數(shù)指針計(jì)算矢量，也就是在節(jié)點(diǎn)圖的下一跳（對(duì)于不同類型的數(shù)據(jù)包所形成的路徑也是不同的）。

vlib_buffer_get_or_create_free_list?創(chuàng)建默認(rèn)的緩沖區(qū)，dpdk使用了特定的緩沖區(qū)的格式，vpp在其頭部添加信息使兩者相對(duì)隔離，給網(wǎng)絡(luò)棧和空間存儲(chǔ)提供了便利。

vlib_call_all_config_functions?進(jìn)入主循環(huán)前最后一次進(jìn)行配置

進(jìn)入?vlib_main_loop

5.4?vlib_main_loop

dispatch_process

dispatch_node(PRE_INPUT)?目前只有一個(gè)epoll node，對(duì)socket相關(guān)邏輯提供服務(wù)，主要使用在控制業(yè)務(wù)上。可以處理CLI命令以及可以在中斷模式和輪詢模式中切換。

dispatch_node(INPUT)?需要從其他容器中獲得input方法（dpdk_input），由之前構(gòu)建好的節(jié)點(diǎn)圖進(jìn)行矢量跳轉(zhuǎn)，

queue_signal_pending?用戶可以自行定義信號(hào)后會(huì)調(diào)用回調(diào)函數(shù)

中斷模式和時(shí)間輪計(jì)算

dispatch_pending_node?由于我們之前已經(jīng)定義好了數(shù)據(jù)包的矢量，現(xiàn)在要做的就是跳轉(zhuǎn)到我收到包后現(xiàn)在要做的事情。（p.s.有對(duì)于trace版本的優(yōu)化以及debug版本顯示更多信息，同時(shí)也可以在gdb中看出數(shù)據(jù)包的流

dispatch_node(INTERNAL)

node->function?調(diào)用節(jié)點(diǎn)指定的動(dòng)作（對(duì)于dpdk來(lái)說(shuō)這里就是發(fā)包）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的VPP概述汇总的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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