通往電信網(wǎng)絡(luò)變革之路：DPDK日臻成熟

　　如今，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平面處理能力在多核時(shí)代、軟件創(chuàng)新和開(kāi)源社區(qū)的推動(dòng)下，正在引發(fā)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化和軟件定義網(wǎng)絡(luò)的巨變浪潮。而處在這場(chǎng)浪潮的浪尖上的，無(wú)疑是應(yīng)需而生的DPDK，在今年5月份，一年一度的DPDK開(kāi)發(fā)者大會(huì)也如期召開(kāi)。

　　作為新一代數(shù)據(jù)平面解決方案，由英特爾發(fā)起的DPDK經(jīng)歷了6年的發(fā)展，已經(jīng)推出多個(gè)新版本。目前，DPDK開(kāi)源項(xiàng)目代碼行數(shù)達(dá)160萬(wàn)，社區(qū)投資約2560萬(wàn)美元，能夠支持英特爾Arch/ARM/Power8上的包I/O加速。DPDK還得到了產(chǎn)業(yè)鏈的充分支持，國(guó)內(nèi)外多家軟件廠商，電信/數(shù)據(jù)中心設(shè)備制造商都參與其中。DPDK之所以如此熱門(mén)，主要因?yàn)槠淠軌虼蠓嵘龜?shù)據(jù)面性能，讓x86架構(gòu)可以進(jìn)入到更加強(qiáng)調(diào)性能和穩(wěn)定性的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)，特別化解運(yùn)營(yíng)商在NFV部署中的性能瓶頸。

　　NFV時(shí)代來(lái)臨

　　對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜而剛性，網(wǎng)元的軟硬件是一體化的，網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)都是垂直打造的，煙囪式的架構(gòu)帶來(lái)了高成本的同時(shí)，也造成了網(wǎng)絡(luò)僵化和供應(yīng)商鎖定等難題。

　　更重要的一點(diǎn)是，在OTT大行其道的今天，僵化的電信網(wǎng)絡(luò)很難滿足業(yè)務(wù)快速上線與開(kāi)通的需求。運(yùn)營(yíng)商要想和OTT企業(yè)正面競(jìng)爭(zhēng)，就必須要構(gòu)建一張真正的敏捷網(wǎng)絡(luò)。

　　NFV就是要用標(biāo)準(zhǔn)化的通用IT設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能，取代目前網(wǎng)絡(luò)中的私有、專用和封閉的網(wǎng)元。它幫助運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)了軟硬件解耦，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一硬件平臺(tái)+業(yè)務(wù)邏輯軟件的開(kāi)放架構(gòu)。NFV不但幫助運(yùn)營(yíng)商降低成本，擺脫供應(yīng)商鎖定，還能通過(guò)集約化的網(wǎng)絡(luò)資源管控，提升運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　事實(shí)上，包括中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通在內(nèi)的全球運(yùn)營(yíng)商都已經(jīng)開(kāi)始了網(wǎng)絡(luò)變革的征程。以中國(guó)電信啟動(dòng)的CTNet2025為例，就明確指出將SDN/NFV技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)變革的抓手，進(jìn)而走向全網(wǎng)云化。

　　化解性能瓶頸

　　時(shí)至今日，業(yè)界對(duì)于SDN/NFV的發(fā)展方向已經(jīng)沒(méi)有異議，但在商業(yè)部署中卻面臨著不少難題。

　　在宏觀層面，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，將是一個(gè)長(zhǎng)期的、復(fù)雜的演進(jìn)過(guò)程;運(yùn)營(yíng)商必須順應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，做好網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與運(yùn)營(yíng)管理、設(shè)備采購(gòu)、產(chǎn)品研發(fā)、人才隊(duì)伍建設(shè)等一系列的協(xié)同工作。在技術(shù)層面，必須要解決的問(wèn)題就是跨越性能鴻溝，讓x86架構(gòu)在性能、穩(wěn)定性和可靠性方面，達(dá)到ASIC的相同水平。

　　在摩爾定律的驅(qū)動(dòng)下，x86在計(jì)算方面已經(jīng)成為行業(yè)標(biāo)桿和事實(shí)標(biāo)準(zhǔn);但在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別是在數(shù)據(jù)面轉(zhuǎn)發(fā)能力和時(shí)延方面，業(yè)界一直有著疑慮。為了打消這些疑慮，英特爾自2010年便開(kāi)啟了DPDK的征程。

　　按照最新的數(shù)據(jù)，以英特爾最新的至強(qiáng)處理器產(chǎn)品家族為例，用戶可以在單個(gè)英特爾至強(qiáng)處理器上獲得超過(guò)80Mbps的吞吐量，比使用雙處理器配置獲得的吞吐量翻了一倍，數(shù)據(jù)包處理性能最多提高十倍。

　　舉例來(lái)說(shuō)，以處于城域網(wǎng)邊緣的BRAS為例，原來(lái)是采用專用芯片的軟硬件一體化設(shè)備，在采用了NFV架構(gòu)的vBRAS以后，試點(diǎn)結(jié)果完全滿足現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的需求，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)自動(dòng)靈活部署、資源共享與融合。在這個(gè)變革過(guò)程中，DPDK的高帶寬低延遲特性加上其余硬件加速器所帶來(lái)的性能和靈活性可以說(shuō)是關(guān)鍵所在。

　　產(chǎn)業(yè)鏈廣泛支持

　　得益于DPDK卓越的應(yīng)用價(jià)值，特別是對(duì)SDN和NFV創(chuàng)新的支持，DPDK產(chǎn)業(yè)鏈越來(lái)越成熟。

　　目前，已經(jīng)有多家領(lǐng)先的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)商，網(wǎng)絡(luò)通信與半導(dǎo)體產(chǎn)品提供商，如WindRiver、6wind、Tieto、華為、中興、Netronome、Cavium和Xilinx都已支持DPDK部分開(kāi)發(fā)工作。

　　當(dāng)然，不僅僅是這些大體量的企業(yè)級(jí)玩家，伴隨著DPDK的開(kāi)源化和社區(qū)化，越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者得以加入到社區(qū)中來(lái)貢獻(xiàn)自己的智慧。在2010年8月份，英特爾通過(guò)FreeBSD開(kāi)源許可協(xié)議正式發(fā)布了DPDK源代碼軟件包，并于2014年4月在www.dpdk.org上正式成立了獨(dú)立的開(kāi)源社區(qū)平臺(tái)，為開(kāi)發(fā)者們提供支持。

　　開(kāi)源社區(qū)的參與者們大幅推進(jìn)了DPDK的技術(shù)創(chuàng)新和快速演進(jìn)，而今它已發(fā)展成為SDN和NFV的關(guān)鍵技術(shù)，可提供基于Linux的數(shù)據(jù)面庫(kù)和優(yōu)化的輪詢中斷模式驅(qū)動(dòng)(Pull Model Driver,簡(jiǎn)稱PMD)，與傳統(tǒng)Linux內(nèi)核軟件轉(zhuǎn)發(fā)相比，DPDK能實(shí)現(xiàn)非常顯著的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)面性能提升。

　　其出色的數(shù)據(jù)面性能優(yōu)化能力，以及與通用計(jì)算平臺(tái)優(yōu)秀的契合度，使之迅速成為眾多SDN和NFV開(kāi)發(fā)者或廠商用以優(yōu)化自身技術(shù)和方案的關(guān)鍵技術(shù)，也成為了基于通用計(jì)算技術(shù)平臺(tái)的熱門(mén)解決方案。