一種面向云架構(gòu)的高性能網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)技術(shù)

　　實驗結(jié)果如圖5所示，可以得出傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)模式下性能的峰值在180Kpps左右，而且隨著網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的增大，性能呈現(xiàn)下降趨勢，主要因為隨著網(wǎng)絡(luò)流量的增加，額外的系統(tǒng)開銷也在不斷增加。HPNI模式下性能峰值在1.8Mpps左右，而且隨著網(wǎng)絡(luò)流量的增加，性能比較穩(wěn)定，抗沖擊力比較強。

　　圖5 單線程模式下性能測試結(jié)果

　　3.2實驗二

　　采用與實驗一相同的硬件環(huán)境，同時開啟多個相同的任務(wù)線程，每個線程在一個任務(wù)循環(huán)內(nèi)完成收包、改包、發(fā)包的工作，比較兩種接口模式在多核多任務(wù)配置下的性能。另外，在HPNI模式下同時使能網(wǎng)卡的RSS功能，生成多個隊列分別對應(yīng)每個任務(wù)線程，每個任務(wù)線程靜態(tài)綁定一個CPU核心，如圖6所示。

　　圖6 多核多線程模式下網(wǎng)絡(luò)接口性能分析

　　實驗結(jié)果如圖7所示，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)模式下，因為受限于Linux內(nèi)核處理的瓶頸，即使采用了多線程并發(fā)，其性能峰值仍然處于180Kpps左右。HPNI卻能很好地利用多線程的并發(fā)，在網(wǎng)卡RSS功能的配合之下性能得到成倍的提高。也可以看到多核下面HPNI的性能并不是一直隨著核數(shù)的增加而線性增加的，主要因為CPU內(nèi)的核心之間并不是完全獨立的，它們之間也存在一些共享資源的競爭，比如總線的訪問，從而對性能產(chǎn)生一些負面的影響。

　　圖7 多核多線程模式下網(wǎng)絡(luò)接口性能測試結(jié)果

　　4結(jié)語

　　本文分析了傳統(tǒng)Linux下網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)的性能瓶頸，針對其不足提出了一種新型的網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)模式。實驗結(jié)果表明，HPNI可以達到12Mpps的包轉(zhuǎn)發(fā)速率，完全可以勝任核心路由網(wǎng)絡(luò)以外網(wǎng)絡(luò)聚合點的工作，比如小型企業(yè)網(wǎng)關(guān)等。另外，因為HPNI的容量可以動態(tài)調(diào)整，因此可以以較高的性價比實現(xiàn)各種性能要求的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點?；谕ㄓ锰幚砥骱蜆?biāo)準操作系統(tǒng)的特性，也使得HPNI能夠快速地部署到SDN中。HPNI既可以直接部署在IT server上，也可以部署在虛擬機當(dāng)中，從而實現(xiàn)高速NFV的功能。當(dāng)然，HPNI也存在一點不足，因為采用了輪詢模式，雖然保證了數(shù)據(jù)處理的實時性，但也導(dǎo)致了較大的CPU負載，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量很低的時候，系統(tǒng)資源利用率不是很高。后續(xù)可以針對此點做一些優(yōu)化，比如結(jié)合機器學(xué)習(xí)算法對輸入數(shù)據(jù)流量進行預(yù)測，當(dāng)輸入流量降低時通過CPU提供的pause指令降低CPU負載，從而降低系統(tǒng)資源的使用。