VPP概述匯總

一、背景介紹

http://www.360doc.com/content/18/0428/20/53742993_749517107.shtml

《高性能網關設備及服務實踐》這篇博文，介紹了傳統內核網絡協議棧技術的瓶頸及怎么突破，從而引入DPDK + VPP這種處理方式。

二、高性能

性能提升方法。

架構：DPDK使用巨頁、NUMA、D-cache優化，VPP 的I-cache優化；

算法：Bihash，查表lockless；

代碼：Vector 、宏構造函數、結構體cacheline對齊、線程綁核、指令預取、指令優化；

三、轉發流程圖譜

3.1 VPP轉發圖譜

https://blog.csdn.net/icebluechao/article/details/51208811

 

層二轉發圖譜：

 

層三轉發圖譜：

 

 

3.2 Linux內核報文收發流程

https://zhaozhanxu.com/2016/07/14/Linux/2016-07-14-Linux-Kernel-Pkts_Processing3/

層二轉發：

 

層三轉發：

 

 

四、Node節點及初始化

https://blog.csdn.net/Illina/article/details/82224918

 

 

node的基礎數據結構如上圖所示，__bootstrap_vlib_main_vector是最頂級的全局變量，此變量下的vm是一個vec結構，每thread一個vlib_main_t，對於node結構來講，比較重要的是node_main，對應vlib_node_main_t結構體，在vlib_node_main_t中，nodes成員以vec數據結構組織，用來真正保存一個個注冊在VPP系統中的node，vlib_node_t結構中存儲了node節點的所有信息。

   為查找方便高效，vlib_node_main_t有成員node_by_name，以hash的方式組織，可按name快速hash到node的index；

   node_registrations是提供給初始化函數使用的，是一個單鏈表的結構，VLIB_REGISTER_NODE宏注冊的node在初始化前就預先掛載在這個成員變量中。

 

 

函數流程如上圖，vlib_unix_main是初始化入口，函數默認會啟動一個線程，在thread0中完成node結構的注冊和node graph的創建，vlib_register_all_static_nodes函數用來將vlib_node_registration_t結構下node_registrations鏈表中的node真正放到vlib_node_main_t結構下的node池中。

 

   vlib_node_main_init函數用來根據注冊node提供的next node信息，建立一個完整的node graph，在VPP運行正確后，通過命令show vlib graph可以查看所有注冊的node和node之間的關系。

五、Main過程

https://www.cnblogs.com/lulu1997/p/10511749.html

5.1 vpp/vnet main.c

1.main 首先解析參數，再需要初始化堆，插件的初始化將由他提供。

2.vpe_main_init 初始化各種插件，通過宏函數VLIB_INIT_FUNCTION(X)，可以通過遍歷單鏈表、動態鏈接的方式指定不同的初始化類型如早期的配置、功能等

3.調用 vilb_unix_main

5.2 vilb_unix_mian

vlib_plugin_early_init (vlib_load_one_plugins) 從配置文件中讀取插件的路徑而不用重新編譯.

vlib_thread_stack_init 創建主線程的線程棧，對於線程的管理，通過了數組的形式，所以每次使用地址可以直接通過偏移量來找到他

clib_call_jmp 這里執行了main線程(thread0)的回調函數。

5.3 vlib_main

cli_time_init 用於多線程時間輪調度

vlib_register_all_static nodes 同樣也是通過遍歷單鏈表的方式對所有的節點分配內存、初始化等等。

vlib_call_all_init_fountions 這里的初始化不同於最開始時的初始化，這里是建立節點圖，通過函數指針計算矢量，也就是在節點圖的下一跳（對於不同類型的數據包所形成的路徑也是不同的）。

vlib_buffer_get_or_create_free_list 創建默認的緩沖區，dpdk使用了特定的緩沖區的格式，vpp在其頭部添加信息使兩者相對隔離，給網絡棧和空間存儲提供了便利。

vlib_call_all_config_functions 進入主循環前最后一次進行配置

進入 vlib_main_loop

5.4 vlib_main_loop

dispatch_process

dispatch_node(PRE_INPUT) 目前只有一個epoll node，對socket相關邏輯提供服務，主要使用在控制業務上。可以處理CLI命令以及可以在中斷模式和輪詢模式中切換。

dispatch_node(INPUT) 需要從其他容器中獲得input方法（dpdk_input），由之前構建好的節點圖進行矢量跳轉，

queue_signal_pending 用戶可以自行定義信號后會調用回調函數

中斷模式和時間輪計算

dispatch_pending_node 由於我們之前已經定義好了數據包的矢量，現在要做的就是跳轉到我收到包后現在要做的事情。（p.s.有對於trace版本的優化以及debug版本顯示更多信息，同時也可以在gdb中看出數據包的流

dispatch_node(INTERNAL)

node->function 調用節點指定的動作（對於dpdk來說這里就是發包）

 

 

 

六、CLI命令

https://blog.csdn.net/Illina/article/details/81666935

例子：使用VPP作為家庭路由器，通過這個例子，可以看到用VPP可以完成路由轉發功能。

comment { bring the WAN interface up, then change the MAC address. Otherwise the rx filter will be misprogrammed! }

 

set int state GigabitEthernet3/0/0 upVPP

set int mac address GigabitEthernet3/0/0 <desired-mac-address>

set dhcp client intfc GigabitEthernet3/0/0 hostname vppgate

 

comment { create the IRB loopback interface, give it the usual local network IP address }

loopback create

set int l2 bridge loop0 1 bvi

set int ip address loop0 192.168.1.1/24

set int state loop0 up

 

comment { add other inside addresses to the IRB bridge group }

set int l2 bridge GigabitEthernet4/0/0 1

set int state GigabitEthernet4/0/0 up

 

set int l2 bridge GigabitEthernet0/14/0 1

set int state GigabitEthernet0/14/0 up

 

set int l2 bridge GigabitEthernet0/14/1 1

set int state GigabitEthernet0/14/1 up

 

set int l2 bridge GigabitEthernet0/14/2 1

set int state GigabitEthernet0/14/2 up

 

comment { create a tap interface for dhcp server and host-stack access }

tap connect lstack address 192.168.1.2/24

  

set int l2 bridge tap-0 1

set int state tap-0 up

 

comment { Configure the snat plugin }

   

nat44 add interface address GigabitEthernet3/0/0

set interface nat44 in loop0 out GigabitEthernet3/0/0

 

comment { create static outside-to-inside port mappings }

 

comment { Send traffic received on the WAN interface DHCP address, <REDACTED-outside-port> to 192.168.1.xxx, <REDACTED-inside-port>

nat44 add static mapping local 192.168.1.xxx <REDACTED-inside-port> external GigabitEthernet3/0/0 <REDACTED-outside-port> tcp

 

comment { Enable the vpp DNS caching name resolver }

 

comment { nat44 add identity mapping external GigabitEthernet3/0/0 udp 53053  }

comment { bin dns_name_server_add_del 8.8.8.8 }

comment { bin dns_enable_disable }