把报文再扔回内核,DPDK这样做

在DPDK中经常看到一个词,exception path,它是什么?

在DPDK使用环境中,物理网卡收到的报文不再进入内核协议栈,而是直接到达DPDK应用。但是在有些场景中,用户希望把报文(如控制报文)再次发送至内核协议栈进行处理。报文从用户空间再次进入内核的过程在DPDK中称为exception path。

DPDK支持几种方式让用户空间的报文重新进入内核协议栈:

1.TAP/TUN设备

可以使用内核提供的TAP/TUN设备,这种设备的使用需要使用系统调用,并涉及到copy_to_user()和copy_from_user()的开销。

使用virtual TAP设备实现exception path的流向图:

2.DPDK Kernel NIC Interface(KNI)

DPDK提供了KNI接口用于提高用户态和内核态之间报文的处理效率。KNI是通过内核模块构造了一个虚拟网络接口,并且通过FIFO和用户态的DPDK应用交换报文。

正如DPDK官方所讲,使用DPDK KNI的好处是:

  • 比现有的Linux TUN / TAP(通过消除系统调用和copy_to_user()/ copy_from_user()操作)。
  • 允许使用标准Linux网络工具(如ethtool,ifconfig和tcpdump)管理DPDK端口。
  • 允许与内核网络协议栈的交互。

3.virtio-user+vhost-net

DPDK提供了virtio-user虚拟设备,使用它与现有的vhost-kernel方案配合来实现exception path。需要内核中vhost.ko和vhost-net.ko两个模块。

启动virtio-user,会操作/dev/vhost-net创建一个内核态的虚拟设备tap。从DPDK收到的包进入到virtio-user,通过vhost-kthread进入到tap设备,tap设备支持内核协议栈。从而实现了用户态和内核态的数据交互。

本文图片全部来自DPDK官方网站www.dpdk.org


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原文发布于微信公众号 - 虚拟化云计算(openstack_openstack)

原文发表时间:2018-03-14

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