Загрузка UDPDK - Загрузка исходного кода UDPDK

UDPDK

Другие категории

v1.1

Скачать

[Бумага] [Видео]

UDPDK — это минимальный стек UDP , основанный на DPDK, для быстрой двухточечной связи между серверами.
Он полностью работает в пользовательском пространстве, поэтому вы можете быстро перемещать пакеты, не проходя через громоздкий стек ядра.
Более того, благодаря POSIX-подобному API портировать существующие приложения на UDPDK очень просто! ¹

Что такое УДПДК:

Сетевой стек транспортного уровня
POSIX-подобная реализация сокетов UDP поверх DPDK.
Платформа для обмена пакетами с малой задержкой

Чем НЕ является UDPDK:

Полный IP-стек
Механизм соединения узлов крупных сетей.
Программное обеспечение, работающее на потребительских сетевых картах начального уровня.

¹ Некоторые функции могут еще не поддерживаться.

Требования

Чтобы использовать UDPDK, ваши машины должны быть оснащены сетевыми адаптерами с поддержкой DPDK; они обычно встречаются в серверах, а не в ноутбуках и настольных компьютерах. Список оборудования, официально поддерживаемого DPDK, доступен здесь. В частности, UDPDK был разработан и протестирован на Intel X710-DA2 с драйверами igb_uio и vfio ; другие устройства должны работать, пока их поддерживает DPDK.

Установить зависимости

УДПДК требует:

ДПДК 20.05
иних (любой)

Они уже включены в этот репозиторий как подмодули, поэтому извлеките их:

 git submodule init
git submodule update

ДПДК

DPDK является ключевым элементом UDPDK. Он управляет сетевым адаптером и реализует Ethernet.

 cd dpdk/usertools
./dpdk-setup.sh

В меню выполните следующие действия:

Скомпилируйте для вашей конкретной арки, обычно x86_64-native-linuxapp-gcc
Загрузите модуль vfio
Настройте огромные страницы (например, 1024M для каждого узла NUMA).
Привяжите сетевой адаптер к драйверу vfio, указав его адрес PCI.

️ Если вы используете драйвер VFIO , вам необходимо включить IOMMU в вашей системе.
Чтобы включить его, откройте /etc/default/grub , добавьте флаг intel_iommu=on в GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT , затем sudo update-grub и, наконец, перезагрузитесь.

иних

inih используется для удобства анализа файлов конфигурации .ini .

 cd inih
meson build
cd build
ninja

Сборка и установка UDPDK

UDPDK встраивается в статическую библиотеку, которую в конечном итоге необходимо связать с конечным приложением.

 cd udpdk
make
sudo make install

API

API UDPDK очень похож на API старых добрых сокетов BSD:

 int udpdk_socket(int domain, int type, int protocol);
int udpdk_bind(int s, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
int getsockopt(int sockfd, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t *optlen);
ssize_t udpdk_sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
ssize_t udpdk_recvfrom(int s, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
int udpdk_close(int s);

Кроме того, для правильной настройки и демонтажа внутренних компонентов DPDK (структур и процессов) необходимы следующие методы:

 int udpdk_init(int argc, char *argv[]);
void udpdk_interrupt(int signum);
void udpdk_cleanup(void);

Примечание: select() еще не реализован.

Примеры

Папка apps/ содержит два простых примера: приложение для пинг-понга и приложение pkt-gen.

Как это работает

UDPDK выполняется в двух отдельных процессах: первичный — это тот, который содержит логику приложения (т. е. вызывает системные вызовы), а вторичный ( poller ) постоянно опрашивает сетевой адаптер для отправки и получения данных. Обмен пакетами между приложением и опросчиком осуществляется через общую память с использованием кольцевых очередей без блокировки.

Производительность

Мы сравниваем UDPDK со стандартными сокетами UDP с точки зрения пропускной способности и задержки.

Среда

Два идентичных сервера соединены «точка-точка» по интерфейсу 10G. Их характеристики:

Процессор: Intel Xeon E5-2640 @ 2,4 ГГц
ОЗУ: 64 ГБ
ОС: Убунту 18.04.
Ядро: 4.15.0
Сетевая карта: Intel X710 DA2 10GbE
Драйвер сетевой карты: VFIO (DPDK) или i40e (обычные разъемы)

Пропускная способность

Мы измеряем максимальную пропускную способность, достигаемую при изменении размера пакета.
Последний включает заголовки UDP, IP и MAC.

Как показано на рисунке, UDPDK в 18 раз лучше традиционных сокетов.
Следует отметить, что UDPDK насыщает соединение 10G, а это, к сожалению, все, что у нас было: интерфейс 40G определенно сделал бы его блестящим!

Диаграмма пропускной способности

Задержка

Измеряем задержку и ее джиттер.
Опять же, UDPDK оказывается на порядок лучше стандартных сокетов.

	УДПДК	Стандартный
Среднее (мкс)	13.92	116,57
Стандарт (мкс)	0,74	18.49

Лицензия

Код UDPDK распространяется под лицензией BSD 3-Clause.

Цитирование

Эта работа была представлена на IEEE NFV-SDN 2021, 7-й конференции IEEE по виртуализации сетевых функций и программно-определяемым сетям. Авторы: Л. Лай, Г. Ара, Т. Кучинотта, К. Кондепу, Л. Валкаренги.

Лай, Леонардо и др. «Службы NFV со сверхмалой задержкой с использованием DPDK» Конференция IEEE 2021 г. по виртуализации сетевых функций и программно-конфигурируемым сетям (NFV-SDN). ИИЭР, 2021.