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。而處在這場浪潮的浪尖上的，無疑是應(yīng)需而生的DPDK，在今年5月份，一年一度的DPDK開發(fā)者大會(huì)也如期召開。

　　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開源項(xiàng)目代碼行數(shù)達(dá)160萬，社區(qū)投資約2560萬美元，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，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，特別化解運(yùn)營商在NFV部署中的性能瓶頸。

　　NFV時(shí)代來臨

　　對(duì)于運(yùn)營商而言，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)快速上線與開通的需求。運(yùn)營商要想和OTT企業(yè)正面競爭，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)邏輯軟件的開放架構(gòu)。NFV不但幫助運(yùn)營商降低成本，擺脫供應(yīng)商鎖定，還能通過集約化的網(wǎng)絡(luò)資源管控，提升運(yùn)營商市場競爭力。

　　事實(shí)上，包括中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通在內(nèi)的全球運(yùn)營商都已經(jīng)開始了網(wǎng)絡(luò)變革的征程。以中國電信啟動(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)營商而言，將是一個(gè)長期的、復(fù)雜的演進(jìn)過程;運(yùn)營商必須順應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢，做好網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與運(yùn)營管理、設(shè)備采購、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。

　　舉例來說，以處于城域網(wǎng)邊緣的BRAS為例，原來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)變革過程中，DPDK的高帶寬低延遲特性加上其余硬件加速器所帶來的性能和靈活性可以說是關(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)鏈越來越成熟。

　　目前，已經(jīng)有多家領(lǐng)先的應(yīng)用軟件開發(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的開源化和社區(qū)化，越來越多的開發(fā)者得以加入到社區(qū)中來貢獻(xiàn)自己的智慧。在2010年8月份，英特爾通過FreeBSD開源許可協(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)立的開源社區(qū)平臺(tái)，為開發(fā)者們提供支持。

　　開源社區(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)面庫和優(yōu)化的輪詢中斷模式驅(qū)動(dòng)(Pull Model Driver,簡稱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)的熱門解決方案。