打破DPDK的误区： 数据面最流行的工具包DPDK的前世，现在和未来.pdf

DPDK，即数据平面开发套件（Data Plane Development Kit），是Linux基金会托管的一个开源项目，旨在加速在各种主要CPU架构上运行的数据包处理工作负载。DPDK最初由Intel公司创建，大约10年前开始发展，目前已经成为了推动高性能通用CPU在不同网络环境，包括企业数据中心、公共云和电信网络中使用的工具之一。DPDK允许网络数据包在用户空间被处理，极大减少了内存复制的开销，并且消除了用户空间和内核空间之间上下文切换的性能损耗，使得网络数据包的处理速度得以大幅提升。 DPDK的设计初衷是为了应对传统网络设备使用的ASIC（应用专用集成电路）在处理数据包时的局限性。在以往，包括思科、爱立信、华为等在内的网络设备供应商主要使用ASIC来执行数据包处理等低级数据平面功能。而随着技术的发展，多核处理器的性能足以与ASIC相竞争，但它们在Linux内核中处理数据包时仍然存在瓶颈。因此，DPDK应运而生，通过绕过Linux内核，直接在用户空间执行数据包处理，从而显著提高了网络性能。 DPDK的核心功能包括利用轮询模式驱动程序（PMD）来检查传入数据包队列，以达到高吞吐量和低延迟的目的。它扩展了标准内核网络堆栈，特别适用于高吞吐量和/或低延迟要求的网络功能，如无线核心、无线访问、有线基础设施、路由器、负载均衡器、防火墙、视频流和IP语音等。 随着DPDK社区的发展和Linux基金会的治理，该项目的贡献者逐渐多元化，包括Chelsio、Mellanox等设备供应商以及Arm、Power和Tilera等其他非x86体系结构的供应商，打破了早期有关DPDK是英特尔控制的误区。现在，DPDK已经成为了一个全球性的开源项目，得到了众多开发商的支持和贡献。 网络功能虚拟化（NFV）是DPDK在应用中扮演重要角色的一个领域。NFV的目标是将传统网络功能虚拟化，使其在标准服务器平台上运行，而非专用的网络硬件设备。这一计划始于2012年，由包括AT＆T、BT、德国电信、Orange、意大利电信、西班牙电信和Verizon在内的七家通讯服务提供商发起，并迅速扩展到800多个组织，涵盖了CSP、供应商、公共云提供商、研究人员、学术界和政府实体。NFV通过在标准CPU架构上运行虚拟网络功能（VNF），在保持高性能、高吞吐量和低延迟的同时，也提高了成本效益。 由于电信流量中包含大量的小数据包，Linux内核在处理这些数据包时的瓶颈问题尤为明显。DPDK通过提供一种在用户空间进行数据包处理的方法，有效解决了这个问题。DPDK的出现和发展，推动了通用CPU在网络设备中的应用，减少了对ASIC的依赖，并为未来的网络发展指明了方向。 总结来说，DPDK自创建以来经历了快速的发展和广泛的应用，通过社区的共同努力，其在性能和功能上都有了质的飞跃。未来随着更多技术的融合和生态系统的成熟，DPDK将继续在高性能数据包处理领域扮演关键角色，为现代网络的演进提供强大的技术支持。