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DPDK應(yīng)用基礎(chǔ)

DPDK應(yīng)用基礎(chǔ)

定 價(jià):¥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(xiàng):
標(biāo) 簽: 暫缺

ISBN: 9787115426048 出版時(shí)間: 2016-08-01 包裝:
開(kāi)本: 16開(kāi) 頁(yè)數(shù): 190 字?jǐn)?shù):  

內(nèi)容簡(jiǎn)介

  本書(shū)不僅深入淺出地介紹了DPDK的基礎(chǔ)原理和安裝調(diào)試方法,還詳細(xì)介紹了DPDK在NFV中的應(yīng)用場(chǎng)景和測(cè)試方法,并敘述了DPDK應(yīng)用開(kāi)發(fā)的技術(shù)細(xì)節(jié)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),是DPDK的入門(mén)必讀,是了解NFV加速轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的**指南。

作者簡(jiǎn)介

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

圖書(shū)目錄

目錄
第一部分 基礎(chǔ)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(luò)轉(zhuǎn)發(fā)性能分析..............................................................................5
1.1.3 DPDK 的引入.......................................................................................................7
1.1.4 本書(shū)范圍............................................................................................................... 8
1.2 DPDK 開(kāi)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(xiàn)........................................................................................................................... 13
第 2 章 DPDK 技術(shù)簡(jiǎn)介.............................................................................................. 14
2.1 軟件架構(gòu)................................................................................................................. 14
2.2 巨頁(yè)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(wèn)題.................................................................................................... 20
2.5.4 內(nèi)存管理............................................................................................................. 20
2.5.5 CPU 核間無(wú)鎖通信 ............................................................................................22
2.5.6 目標(biāo) CPU 類型的正確設(shè)置 ...............................................................................22
第 3 章 DPDK 庫(kù)函數(shù).................................................................................................. 23
3.1 EAL 庫(kù)................................................................................................................. 24
3.1.1 內(nèi)核初始化與啟動(dòng).............................................................................................24
3.1.2 內(nèi)存..................................................................................................................... 25
3.1.3 多線程與親和性.................................................................................................25
3.2 Ring 庫(kù).................................................................................................................. 26
3.2.1 單消費(fèi)者入隊(duì)..................................................................................................... 26
3.2.2 單消費(fèi)者出隊(duì)..................................................................................................... 28
3.3 Mempool 庫(kù) ......................................................................................................... 29
3.4 mbuf 庫(kù) .................................................................................................................. 30
3.4.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)............................................................................................................. 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(dòng)........................................................................................................... 31
3.5.1 需求與設(shè)計(jì)......................................................................................................... 31
3.5.2 配置..................................................................................................................... 32
3.6 IVSHMEM 庫(kù)........................................................................................................ 32
3.6.1 API 概述 ............................................................................................................. 33
3.6.2 環(huán)境配置............................................................................................................. 34
3.7 Timer 庫(kù).................................................................................................................... 34
3.8 LPM 庫(kù)..................................................................................................................... 34
3.8.1 API 概述 ............................................................................................................. 35
3.8.2 實(shí)現(xiàn)說(shuō)明............................................................................................................. 35
3.9 Hash 庫(kù)................................................................................................................. 36
3.9.1 API 概述 ............................................................................................................. 36
3.9.2 實(shí)現(xiàn)說(shuō)明............................................................................................................. 36
3.10 多進(jìn)程支持....................................................................................................... 37
3.10.1 內(nèi)存共享............................................................................................................. 38
3.10.2 局限性................................................................................................................. 38
參考文獻(xiàn)........................................................................................................................... 39
第 4 章 DPDK 安裝與部署.................................................................................... 40
4.1 系統(tǒng)要求.............................................................................................................. 40
4.1.1 BIOS 設(shè)置要求................................................................................................... 40
4.1.2 DPDK 編譯要求................................................................................................. 40
4.1.3 運(yùn)行 DPDK 應(yīng)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(biāo)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(luò)端口........................................................................45
4.3 編譯和運(yùn)行示例應(yīng)用程序...............................................................................46
4.3.1 編譯示例應(yīng)用程序.............................................................................................46
4.3.2 運(yùn)行示例應(yīng)用程序.............................................................................................47
4.3.3 應(yīng)用程序的邏輯核使用.....................................................................................47
4.3.4 應(yīng)用程序巨頁(yè)內(nèi)存使用.....................................................................................48
4.3.5 其他應(yīng)用示例程序.............................................................................................48
4.3.6 測(cè)試應(yīng)用程序..................................................................................................... 48
4.4 啟用其他功能...................................................................................................... 49
4.4.1 高精度事件計(jì)時(shí)器(HPET)功能...................................................................49
4.4.2 無(wú)權(quán)限運(yùn)行 DPDK 應(yīng)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(dòng)設(shè)置腳本............................................................................................ 52
4.5.1 腳本組織結(jié)構(gòu)..................................................................................................... 52
4.5.2 使用場(chǎng)景............................................................................................................. 53
第 5 章 DPDK 自帶應(yīng)用軟件調(diào)試..............................................................................54
5.1 命令行應(yīng)用例....................................................................................................... 54
5.1.1 概述..................................................................................................................... 54
5.1.2 應(yīng)用例編譯......................................................................................................... 55
5.1.3 應(yīng)用例運(yùn)行......................................................................................................... 55
5.1.4 代碼說(shuō)明............................................................................................................. 55
5.2 HelloWorld 應(yīng)用例............................................................................................. 56
5.2.1 應(yīng)用例編譯......................................................................................................... 57
5.2.2 運(yùn)行應(yīng)用例......................................................................................................... 57
5.2.3 代碼說(shuō)明............................................................................................................. 57
5.3 L2 轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用例 .................................................................................................... 58
5.3.1 概述..................................................................................................................... 58
5.3.2 編譯..................................................................................................................... 59
5.3.3 運(yùn)行..................................................................................................................... 59
5.3.4 代碼說(shuō)明............................................................................................................. 60
5.4 L3 轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用例 .................................................................................................... 65
5.4.1 概述..................................................................................................................... 65
5.4.2 L3 轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用例編譯............................................................................................65
5.4.3 L3 轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用例運(yùn)行............................................................................................65
5.4.4 代碼說(shuō)明............................................................................................................. 66
5.5 負(fù)載均衡應(yīng)用例................................................................................................. 69
5.5.1 概述..................................................................................................................... 69
5.5.2 編譯與運(yùn)行......................................................................................................... 70
5.5.3 代碼說(shuō)明............................................................................................................. 70
5.6 QoS 調(diào)度應(yīng)用例................................................................................................... 72
5.6.1 QoS 調(diào)度應(yīng)用例概述.........................................................................................72
5.6.2 QoS 調(diào)度應(yīng)用例編譯.........................................................................................72
5.6.3 QoS 調(diào)度應(yīng)用例運(yùn)行.........................................................................................73
5.6.4 應(yīng)用例代碼說(shuō)明................................................................................................. 75
5.7 定時(shí)器應(yīng)用例....................................................................................................... 76
5.7.1 應(yīng)用例編譯與運(yùn)行.............................................................................................76
5.7.2 應(yīng)用例代碼說(shuō)明................................................................................................. 76
5.8 分發(fā)器應(yīng)用例..................................................................................................... 78
5.8.1 概述..................................................................................................................... 78
5.8.2 分發(fā)器應(yīng)用例編譯.............................................................................................79
5.8.3 分發(fā)器應(yīng)用例運(yùn)行.............................................................................................79
5.8.4 分發(fā)器應(yīng)用例代碼說(shuō)明.....................................................................................79
5.8.5 調(diào)試與統(tǒng)計(jì)信息................................................................................................. 80
參考文獻(xiàn)........................................................................................................................... 80
第二部分 DPDK 應(yīng)用與測(cè)試
第 6 章 DPDK 在 NFV 的應(yīng)用和相關(guān)測(cè)試方法......................................................... 83
6.1 DPDK 在 NFV 中的應(yīng)用場(chǎng)景.............................................................................. 83
6.1.1 x86 服務(wù)器上的應(yīng)用..........................................................................................83
6.1.2 虛擬機(jī)+OVS 的應(yīng)用..........................................................................................84
6.1.3 虛擬機(jī)+SR-IOV 技術(shù)的應(yīng)用.............................................................................86
6.2 NFV 場(chǎng)景下的測(cè)試方法................................................................................ .... ..87
6.2.1 測(cè)試拓?fù)洌?87
6.2.2 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)............................................................................................................. 88
6.2.3 測(cè)試平臺(tái)說(shuō)明..................................................................................................... 89
第 7 章 DPDK 專項(xiàng)測(cè)試與結(jié)論.................................................................................. 92
7.1 測(cè)試用例介紹............................................................................................................. 92
7.2 專項(xiàng)測(cè)試詳情.......................................................................................................... 93
7.2.1 x86 服務(wù)器三層轉(zhuǎn)發(fā)測(cè)試..................................................................................93
7.2.2 SR-IOV 測(cè)試..................................................................................................... 108
7.2.3 OVS 測(cè)試.......................................................................................................... 126

第三部分 DPDK 應(yīng)用開(kāi)發(fā)及實(shí)例解析
第 8 章 DPDK 應(yīng)用開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)....................................................................................... 135
8.1 網(wǎng)卡設(shè)備................................................................................................................ 135
8.1.1 設(shè)備驅(qū)動(dòng)........................................................................................................... 135
8.1.2 應(yīng)用接口........................................................................................................... 136
8.1.3 設(shè)備接口........................................................................................................... 137
8.2 進(jìn)程..................................................................................................................... 145
8.2.1 線程................................................................................................................... 145
8.2.2 單進(jìn)程............................................................................................................... 146
8.2.3 多進(jìn)程............................................................................................................... 147
參考文獻(xiàn)............................................................................................................................... 149
第 9 章 vDPI 應(yīng)用實(shí)例.................................................................................................. 150
9.1 DPI 簡(jiǎn)介 ................................................................................................................... 150
9.2 總體設(shè)計(jì).................................................................................................................... 151
9.2.1 模型設(shè)計(jì)........................................................................................................... 151
9.2.2 組件設(shè)計(jì)...........................................................................................................151
9.3 實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì).............................................................................................................. 152
9.4 基于 l3fwd 的實(shí)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(shí)現(xiàn)方案.................................................................................... 157
9.6 實(shí)例運(yùn)行及性能測(cè)試.................................................................................................. 158
參考文獻(xiàn)............................................................................................................................... 159
第 10 章 mTCP 和 BRAS 應(yīng)用實(shí)例.................................................................................. 160
10.1 mTCP 案例解析 ...................................................................................................160
10.1.1 mTCP 簡(jiǎn)介 ..................................................................................................... 160
10.1.2 mTCP 應(yīng)用解析.............................................................................................. 161
10.2 BRAS 案例解析 ........................................................................................................ 165 10.2.1 BRAS 簡(jiǎn)介 ..................................................................................................... 165
10.2.2 BRAS 應(yīng)用解析.............................................................................................. 166
參考文獻(xiàn)............................................................................................................................... 168
附錄
附錄一 操作系統(tǒng)服務(wù)關(guān)閉說(shuō)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(dòng)參數(shù)................................................................................................ 174
附錄五 l3fwd 程序編譯 ................................................................................................... 175
附錄六 l3fwd 啟動(dòng)配置 ................................................................................................... 178
附錄七 SR-IOV 測(cè)試配置........................................................................................................ 181
附錄八 OVS 安裝.................................................................................................................. 183
附錄九 OVS 測(cè)試配置...................................................................................................... 184
附錄十 l3fwd 在不同流量下啟動(dòng)配置 .............................................................................187
附錄十一 大流表測(cè)試 l3fwd 啟動(dòng)配置 ............................................................................. 190

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