DPDK — OvS和 OvS-DPDK 的對比

目錄

參考文獻

https://networkbuilders.intel.com/docs/open-vswitch-enables-sdn-and-nfv-transformation-paper.pdf

OvS 架構

openvswitch.ko ：在內核態負責 “快速路徑” 的數據轉發。轉發靠流表來完成，每一個流表都包含很多的匹配項（match fields）和相應的動作（actions）。

• match fields：定義了能夠標識一個數據包的頭部字段。
• actions：定義了能夠對這個數據包操作的動作，比如：添加或去除 VLAN 標籤、修改數據包的某個頭部字段，以及控制數據包從端口的進出等等。

ovs-vswitchd：在用戶態負責 “慢速路徑” 的數據轉發。

• ofproto：OpenFlow 交換機實現。
• netdev：和網絡設備（包括物理的和虛擬的）交互的抽象接口層。
• dpif：用戶空間數據轉發路徑的實現。

OvS-DPDK 架構

上圖中的深色模塊就是引入 DPDK 的相關模塊。

• ofproto-dpif：實現了 ofproto 模塊 API，直接操作 dpif 層。
• dpif-netdev：用戶空間中 “快速路徑” 的實現，它實現了 dpif 模塊 API，可以直接操作 netdev 設備，能夠實現數據包在用戶空間的快速處理，減少和內核空間的切換開銷。
• netdev-dpdk：應用 DPDK 庫實現了 netdev 模塊 API，提供了多種類型的接口，如下：
  • Physical ports（PMD）：使用 vfio 或者 igb_uio 實現的端口。
  • vHost（dpdkvhostuser and dpdkvhostcuse）：使用 librte_vhost 庫實現的端口，用戶可以基於這兩種端口類型創建 vhost-user 和 vhost-cuse 端口來完成用戶空間的數據轉發，並且能夠實現和 VM 的快速通信，只要提供 virtio 後端驅動 vhost 即可，virtio/vhost 被證實是用於 VM 通信的一套快速、安全、標準的接口。
  • dpdkr：使用 librte_ring 實現，用戶可以基於這種端口類型創建 dpdk-ring 端口來完成用戶空間的數據轉發，它能夠實現和 VM 之間快速的零拷貝通信（使用 IVSHMEM 或者其他進程間通信方式）。

OvS-DPDK 在 VNF 中的應用

1. DPDK 在宿主機中提供 OvS 數據平面，同時在 VNF 中加速網元應用。這種方案由於採用純軟件的形式實現，可編程靈活，DPDK 的參與也使得性能大大提高，基本可以媲美純硬件的形式。

2. SR-IOV pNIC 直接將 VF 直通到 VNF 中，然後在 VNF 中使用 DPDK 進行加速。