一、DPDK原理
網絡設備（路由器、交換機、媒體網關、SBC、PS網關等）需要在瞬間進行大量的報文收發，因此在傳統的網絡設備上，往往能夠看到專門的NP（Network Process）處理器，有的用FPGA，有的用ASIC。這些專用器件通過內置的硬件電路（或通過編程形成的硬件電路）高效轉發報文，只有需要對報文進行深度處理的時候才需要CPU干涉。
但在公有云、NFV等應用場景下，基礎設施以CPU爲運算核心，往往不具備專用的NP處理器，操作系統也以通用Linux爲主，網絡數據包的收發處理路徑如下圖所示：
在虛擬化環境中，路徑則會更長：
由於包處理任務存在內核態與用戶態的切換，以及多次的內存拷貝，系統消耗變大，以CPU爲核心的系統存在很大的處理瓶頸。爲了提升在通用服務器（COTS）的數據包處理效能，Intel推出了服務於IA（Intel Architecture）系統的DPDK技術。
DPDK是Data Plane Development Kit的縮寫。簡單說，DPDK應用程序運行在操作系統的User Space，利用自身提供的數據面庫進行收發包處理，繞過了Linux內核態協議棧，以提升報文處理效率。
DPDK是一組lib庫和工具包的集合。最簡單的架構描述如下圖所示：
上圖藍色部分是DPDK的主要組件（更全面更權威的DPDK架構可以參考Intel官網），簡單解釋一下：
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PMD：Pool Mode Driver，輪詢模式驅動，通過非中斷，以及數據幀進出應用緩衝區內存的零拷貝機制，提高發送/接受數據幀的效率
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流分類：Flow Classification，爲N元組匹配和LPM（最長前綴匹配）提供優化的查找算法
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環隊列：Ring Queue，針對單個或多個數據包生產者、單個數據包消費者的出入隊列提供無鎖機制，有效減少系統開銷
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MBUF緩衝區管理：分配內存創建緩衝區，並通過建立MBUF對象，封裝實際數據幀，供應用程序使用
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EAL：Environment Abstract Layer，環境抽象（適配）層，PMD初始化、CPU內核和DPDK線程配置/綁定、設置HugePage大頁內存等系統初始化
這麼說可能還有一點點抽象，再總結一下DPDK的核心思想：
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用戶態模式的PMD驅動，去除中斷，避免內核態和用戶態內存拷貝，減少系統開銷，從而提升I/O吞吐能力
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用戶態有一個好處，一旦程序崩潰，不至於導致內核完蛋，帶來更高的健壯性
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HugePage，通過更大的內存頁（如1G內存頁），減少TLB（Translation Lookaside Buffer，即快表） Miss，Miss對報文轉發性能影響很大
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多核設備上創建多線程，每個線程綁定到獨立的物理核，減少線程調度的開銷。同時每個線程對應着獨立免鎖隊列，同樣爲了降低系統開銷
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向量指令集，提升CPU流水線效率，降低內存等待開銷
下圖簡單描述了DPDK的多隊列和多線程機制：
DPDK將網卡接收隊列分配給某個CPU核，該隊列收到的報文都交給該核上的DPDK線程處理。存在兩種方式將數據包發送到接收隊列之上：
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RSS（Receive Side Scaling，接收方擴展）機制：根據關鍵字，比如根據UDP的四元組<srcIP><dstIP><srcPort><dstPort>進行哈希
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Flow Director機制：可設定根據數據包某些信息進行精確匹配，分配到指定的隊列與CPU核
當網絡數據包（幀）被網卡接收後，DPDK網卡驅動將其存儲在一個高效緩衝區中，並在MBUF緩存中創建MBUF對象與實際網絡包相連，對網絡包的分析和處理都會基於該MBUF，必要的時候纔會訪問緩衝區中的實際網絡包
以上就是DPDK的基礎知識，關於如何在應用程序中使用DPDK，以及系統應該如何針對報文收發的成熟優化方式，後面一邊學習與實踐，一邊記錄。
二、DPDK學習路線總結 DPDK學習路線以及視頻講解點擊 學習資料 獲取
1.dpdk PCI原理與testpmd/l3fwd/skeletion
2.kni數據流程
3.dpdk實現dns
4.dpdk高性能網關實現
5.半虛擬化virtio/vhost的加速
