基于x86的高速报文处理技术研究与实现
[Abstract]:With the penetration of the Internet into all aspects of people's lives, its many problems become increasingly prominent. On the one hand, the network speed is expected to be higher, on the other hand, we need to deal with massive network data to solve network optimization problems. The performance of high-speed packet processing software appears bottleneck, especially when multi-core platform and Linux operating system are combined. There have been more and more hot research achievements, including the improvement and iteration of packet processing mechanism by Linux itself. PF_RING,DPDK,NET-MAP is a high-speed packet processing framework born at the same time, and they have different technical and performance characteristics. Therefore, users also have difficulties in frame selection and performance judgment. Previous articles have compared the performance of PF RING,DPDK,NET-MAP across multiple dimensions. However, the research in this area can not fully meet the actual needs, and the coverage is also narrow. The problems include not considering the pure message receiving scenario, the lack of performance comparison on NUMA platform, and the lack of research on multi-core extension. This paper first discusses and analyzes the existing Linux packet processing mechanism and key optimization techniques, and focuses on the similarities and differences between PF_RING and DPDK optimization techniques. Then the comparative study of PF_RING and DPDK was carried out. Firstly, the deficiency of the current research is briefly explained, and the classification of Run-to-completion and Pipeline models (styles) is introduced. Then, it is proposed that the comparative study of different frameworks should start with two models and select several reduced models for analysis. In this paper, an idealized model for packet processing and analysis is presented, which is an ideal model for flow resistance analysis. Combined with the flow resistance model, the overall performance of the Run-to-completion and Pipeline models of PF_RING and DPDK is analyzed and evaluated. The performance of different load, multi-core and extensibility are analyzed and evaluated. Then the research of performance problem is extended to NUMA platform. According to the particularity of NUMA platform, the reduced model of Run-to-completion and Pipeline of PF_RING and DPDK is analyzed for NUMA platform. The performance characteristics of different frameworks on NUMA platform are obtained, especially the influence of extensibility across NUMA nodes and the distribution style of threads among NUMA nodes on the performance. Finally, an off-line high-speed playback system is designed based on the existing packet processing optimization techniques, and the performance of multiple parameters in the playback program is analyzed and optimized. The last chapter summarizes the full text and explains the shortcomings of this paper and the prospects for future research.
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP393.0;TP316.81
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,本文编号:2276068
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