深入浅出DPDK 计算机与互联网 书籍|4951982 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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朱河清，梁存铭，胡雪焜，曹水 著

图书标签:

• DPDK
• 网络编程
• 高性能网络
• Linux
• 数据平面
• 网络协议
• 加速
• 网络优化
• 开发
• 计算机网络

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111537830

商品编码：10933964219

出版时间：2016-05-01

页数：267

书[0名0]：	深入浅出DPDK|4951982
图书定价：	69元
图书作者：	朱河清;梁存铭;胡雪焜;曹水
出版社：	机械工业出版社
出版日期：	2016/5/1 0:00:00
ISBN号：	9787111537830
开本：	16开
页数：	267
版次：	1-1

作者简介

曹水：黑龙江省佳木斯人，2001年毕业于复旦[0大0][0学0]计算机系，硕士。现为英特尔软件经理，从事嵌入式开发和软件行业[0超0]过15年，现主要负责DPDK软件测试工作。 陈静：湖北省沙市人，2006年毕业于华中科技[0大0][0学0]，硕士。现为英特尔软件开发工程师，主要从事DPDK网卡驱动的开发和性能调[0优0]工作。 何少鹏：江西省萍乡人，毕业于上海交通[0大0][0学0]，硕士。现为英特尔DPDK软件工程师，开发网络设备相关软件[0超0]过十年，也有数年从事互联网应用和SDN硬件设计工作。 胡雪焜：江西省南昌人，毕业于中[0国0]科[0学0]技术[0大0][0学0]计算机系，硕士。现为英特尔网络通信平台部门应用工程师，主要研究底层虚拟化技术和基于IA架构的数据面性能[0优0]化，以及对网络演进的影响，具有丰富的SDN/NFV[0商0]业实践经验。 梁存铭：英特尔资深软件工程师，在计算机网络[0领0]域具有丰富的实践开发经验，提交过多项美[0国0]专利。作为DPDK早期贡献者之一，在PCIe高性能加速、I/O虚拟化、IA指令[0优0]化、改善闲时效率、协议栈[0优0]化等方面有较深入的研究。 刘继江：黑龙江省七台河人，毕业于青岛海洋[0大0][0学0]自动化系，现主要从事DPDK网卡驱动程序和虚拟化研发，和overlay网络的性能[0优0]化工作。 陆文卓：安徽省淮南人，2004年毕业于南京[0大0][0学0]计算机系，硕士。现为英特尔中[0国0]研发中心软件工程师。在无线通信、有线网络方面均有[0超0]过十年的从业经验。 欧阳长春：2006年毕业于华中科技[0大0][0学0]计算机系，硕士。目前在阿里云任开发专家，从事网络虚拟化开发及[0优0]化，在数据报文加速、深度报文检测、网络虚拟化方面具有丰富开发经验。 仇[0大0]玉：江苏省南京人，2012年毕业于东南[0大0][0学0]，硕士。现为英特尔亚太研发有限公司软件工程师，主要从事DPDK软件开发和测试工作。 陶喆：上海交通[0大0][0学0][0学0]士，上海[0大0][0学0]硕士。先后在思科和英特尔从事网络相关的设备、协议栈和虚拟化的开发工作。曾获CCIE R&S;认证。 万群：江西省南昌人，毕业于西安交通[0大0][0学0]计算机系，硕士。现为英特尔上海研发中心研发工程师。从事测试[0领0]域的研究及实践近十年，对测试方[0法0]及项目管理有相[0当0]丰富的经验。 王志宏：四川省绵阳人，2011年毕业于华东师范[0大0][0学0]，硕士。现为英特尔亚太研发中心高级软件工程师，主要工作方向为DPDK虚拟化中的性能分析与[0优0]化。 吴菁菁：江苏省扬州人，2007年毕业于西安交通[0大0][0学0]电信系，硕士。现为英特尔软件工程师，主要从事DPDK软件开发工作。 许茜：浙江省杭州市人，毕业于浙江[0大0][0学0]信电系，硕士，现为英特尔网络处理事业部软件测试人员，主要负责DPDK相关的虚拟化测试和性能测试。 杨子夜：2009年毕业于复旦[0大0][0学0]软件[0学0]院，硕士。现为英特尔高级软件工程师，从事存储软件开发和[0优0]化工作，在虚拟化、存储、云安全等[0领0]域拥有5个相关专利以及20项申请。 张合林：湖南省湘潭人，2004年毕业于东华[0大0][0学0]，工[0学0]硕士。现主要从事DPDK网卡驱动程序研发及性能[0优0]化工作。 张帆：湖南省长沙人，爱尔兰利莫里克[0大0][0学0]计算机网络信息[0学0]博士。现为英特尔公司爱尔兰分部网络软件工程师，湖南省湘潭[0大0][0学0]兼职教授。近年专著有《Comparative Performance and Energy Consumption Analysis of Different AES Implementations on a Wireless Sensor Network [0No0]de》等。发表SCI/EI检索[0国0]际期刊及[0会0]议论文3篇。目前主要从事英特尔DPDK在SDN应用方面的扩展研究工作。 朱河清：江苏省靖江人，毕业于电子科技[0大0][0学0]数据通信与计算机网络专业，硕士，现为英特尔DPDK与Hyperscan软件经理，在英特尔、阿尔卡特、华为、朗讯有15年通信网络设备研发与开源软件开发经验。 Venky Venkatesan：毕业于印度孟买[0大0][0学0]，现为英特尔网络产[0品0]集团高级主任工程师（Sr PE），DPDK初始架构师，在美[0国0]Oregon负责报文处理与加速的系统架构与软件创新工作。

内容简介

近年来，随着半导体和多核计算机体系结构技术的不断创新和市场的发展，越来越多的网络设备基础架构开始向基于通用处理器平台的架构方向融合，期望用更低的成本和更短的产[0品0]开发周期来提供多样的网络单元和丰富的功能，如应用处理、控制处理、包处理、信号处理等。为了适应这一新的产业趋势，英特尔公司十年磨一剑，联合[0第0]三方软件开发公司及时推出了基于Intel? x86的架构DPDK（Data Plane Development Kit，数据平面开发套件），实现了高效灵活的包处理解决方案。经过近3年的开源与飞速发展，DPDK已经发展成业界公认的高性能网卡和多通用处理器平台的开源软件工具包，并已成为通用处理器平台上影响力[0大0]的数据平面解决方案。主流的Linux发行版都已经将DPDK纳入，DPDK引发了基于Linux的高速网络技术的创新热[0潮0]，除了在传统的通信网络、安全设施[0领0]域应用之外，还被广泛应用于云计算、虚拟交换、存储网络甚至数据库、金融交易系统。 本书汇聚了资深的DPDK技术专家的精辟见解和实战体验，详细介绍了DPDK技术的发展趋势、数据包处理、硬件加速技术、虚拟化以及DPDK技术在SDN、NFV、网络存储等[0领0]域的实际应用。书中还使用[0大0]量的篇幅讲解各种核心软件算[0法0]、数据[0优0]化思想，并包括[0大0]量详尽的实战心得和使用指南。 作为[0国0]内本全面阐述网络数据面的核心技术的书籍，本书主要面向IT、网络通信行业的从业人员，以及[0大0]专院校的师生，用通俗易懂的文字打开了一扇通向新一代网络处理架构的[0大0]门。DPDK完全依赖软件，对Linux的报文处理能力做了重[0大0]革新，它的发展历程是一个不可多得的理论联系实际的教科书般的实例。

目录

序言 引言 作者介绍 部分　DPDK基础篇 [0第0]1章　认识DPDK 3 1.1　主流包处理硬件平台 3 1.1.1　硬件加速器 4 1.1.2　网络处理器 4 1.1.3　多核处理器 5 1.2　初识DPDK 7 1.2.1　IA不适合进行数据包处理吗 7 1.2.2　DPDK佳实践 9 1.2.3　DPDK框架简介 10 1.2.4　寻找性能[0优0]化的天花板 11 1.3　解读数据包处理能力 12 1.4　探索IA处理器上艰巨的任务 13 1.5　软件包处理的潜力——再识DPDK 14 1.5.1　DPDK加速网络节点 14 1.5.2　DPDK加速计算节点 15 1.5.3　DPDK加速存储节点 15 1.5.4　DPDK的方[0法0]论 16 1.6　从融合的角度看DPDK 16 1.7　实例 17 1.7.1　HelloWorld 17 1.7.2　Skeleton 19 1.7.3　L3fwd 22 1.8　小结 25 [0第0]2章　Cache和内存 26 2.1　存储系统简介 26 2.1.1　系统架构的演进 26 2.1.2　内存子系统 28 2.2　Cache系统简介 29 2.2.1　Cache的种类 29 2.2.2　TLB Cache 30 2.3　Cache地址映射和变换 31 2.3.1　全关联型Cache 32 2.3.2　直接关联型Cache 32 2.3.3　组关联型Cache 33 2.4　Cache的写策略 34 2.5　Cache预取 35 2.5.1　Cache的预取原理 35 2.5.2　NetBurst架构处理器上的预取 36 2.5.3　两个执行效率迥异的程序 37 2.5.4　软件预取 38 2.6　Cache一致性 41 2.6.1　Cache Line对齐 41 2.6.2　Cache一致性问题的由来 42 2.6.3　一致性协议 43 2.6.4　MESI协议 44 2.6.5　DPDK如何保证Cache一致性 45 2.7　TLB和[0大0]页 47 2.7.1　逻辑地址到物理地址的转换 47 2.7.2　TLB 48 2.7.3　使用[0大0]页 49 2.7.4　如何激活[0大0]页 49 2.8　DDIO 50 2.8.1　时代背景 50 2.8.2　网卡的读数据操作 51 2.8.3　网卡的写数据操作 53 2.9　NUMA系统 54 [0第0]3章　并行计算 57 3.1　多核性能和可扩展性 57 3.1.1　追求性能水平扩展 57 3.1.2　多核处理器 58 3.1.3　亲和性 61 3.1.4　DPDK的多线程 63 3.2　指令并发与数据并行 66 3.2.1　指令并发 67 3.2.2　单指令多数据 68 3.3　小结 70 [0第0]4章　同步互斥机制 71 4.1　原子操作 71 4.1.1　处理器上的原子操作 71 4.1.2　Linux内核原子操作 72 4.1.3　DPDK原子操作实现和应用 74 4.2　读写锁 76 4.2.1　Linux读写锁主要API 77 4.2.2　DPDK读写锁实现和应用 78 4.3　自旋锁 79 4.3.1　自旋锁的缺点 79 4.3.2　Linux自旋锁API 79 4.3.3　DPDK自旋锁实现和应用 80 4.4　无锁机制 81 4.4.1　Linux内核无锁环形缓冲 81 4.4.2　DPDK无锁环形缓冲 82 4.5　小结 89 [0第0]5章　报文转发 90 5.1　网络处理模块划分 90 5.2　转发框架介绍 91 5.2.1　DPDK run to completion模型 94 5.2.2　DPDK pipeline模型 95 5.3　转发算[0法0] 97 5.3.1　精确匹配算[0法0] 97 5.3.2　长前缀匹配算[0法0] 100 5.3.3　ACL算[0法0] 102 5.3.4　报文分发 103 5.4　小结 104 [0第0]6章　PCIe与包处理I/O 105 6.1　从PCIe事务的角度看包处理 105 6.1.1　PCIe概览 105 6.1.2　PCIe事务传输 105 6.1.3　PCIe带宽 107 6.2　PCIe上的数据传输能力 108 6.3　网卡DMA描述符环形队列 109 6.4　数据包收发——CPU和I/O的协奏 111 6.4.1　全景分析 111 6.4.2　[0优0]化的考虑 113 6.5　PCIe的净荷转发带宽 113 6.6　Mbuf与Mempool 114 6.6.1　Mbuf 114 6.6.2　Mempool 117 6.7　小结 117 [0第0]7章　网卡性能[0优0]化 118 7.1　DPDK的轮询模式 118 7.1.1　异步中断模式 118 7.1.2　轮询模式 119 7.1.3　混和中断轮询模式 120 7.2　网卡I/O性能[0优0]化 121 7.2.1　Burst收发包的[0优0]点 121 7.2.2　批处理和时延隐藏 124 7.2.3　利用Intel SIMD指令进一步并行化包收发 127 7.3　平台[0优0]化及其配置调[0优0] 128 7.3.1　硬件平台对包处理性能的影响 129 7.3.2　软件平台对包处理性能的影响 133 7.4　队列长度及各种阈值的设置 136 7.4.1　收包队列长度 136 7.4.2　发包队列长度 137 7.4.3　收包队列可释放描述符数量阈值（rx_free_thresh） 137 7.4.4　发包队列发送结果报告阈值（tx_rs_thresh） 137 7.4.5　发包描述符释放阈值（tx_free_thresh） 138 7.5　小结 138 [0第0]8章　流分类与多队列 139 8.1　多队列 139 8.1.1　网卡多队列的由来 139 8.1.2　Linux内核对多队列的支持 140 8.1.3　DPDK与多队列 142 8.1.4　队列分配 144 8.2　流分类 144 8.2.1　包的类型 144 8.2.2　RSS 145 8.2.3　Flow Director 146 8.2.4　服务质量 148 8.2.5　虚拟化流分类方式 150 8.2.6　流过滤 150 8.3　流分类技术的使用 151 8.3.1　DPDK结合网卡Flow Director功能 152 8.3.2　DPDK结合网卡虚拟化及Cloud Filter功能 155 8.4　可重构匹配表 156 8.5　小结 157 [0第0]9章　硬件加速与功能卸载 158 9.1　硬件卸载简介 158 9.2　网卡硬件卸载功能 159 9.3　DPDK软件接口 160 9.4　硬件与软件功能实现 161 9.5　计算及更新功能卸载 162 9.5.1　VLAN硬件卸载 162 9.5.2　IEEE1588硬件卸载功能 165 9.5.3　IP TCP/UDP/SCTP checksum硬件卸载功能 167 9.5.4　Tunnel硬件卸载功能 168 9.6　分片功能卸载 169 9.7　组包功能卸载 170 9.8　小结 172 [0第0]二部分　DPDK虚拟化技术篇 [0第0]10章　X86平台上的I/O虚拟化 175 10.1　X86平台虚拟化概述 176 10.1.1　CPU虚拟化 176 10.1.2　内存虚拟化 177 10.1.3　I/O虚拟化 178 10.2　I/O透传虚拟化 180 10.2.1　Intel VT-d简介 180 10.2.2　PCIe SR-IOV概述 181 10.3　PCIe网卡透传下的收发包流程 183 10.4　I/O透传虚拟化配置的常见问题 184 10.5　小结 184 [0第0]11章　半虚拟化Virtio 185 11.1　Virtio使用场景 185 11.2　Virtio规范和原理 186 11.2.1　设备的配置 187 11.2.2　虚拟队列的配置 190 11.2.3　设备的使用 192 11.3　Virtio网络设备驱动设计 193 11.3.1　Virtio网络设备Linux内核驱动设计 193 11.3.2　基于DPDK用户空间的Virtio网络设备驱动设计以及性能[0优0]化 196 11.4　小结 198 [0第0]12章　加速包处理的vhost[0优0]化方案 199 12.1　vhost的演进和原理 199 12.1.1　Qemu与virtio-net 199 12.1.2　Linux内核态vhost-net 200 12.1.3　用户态vhost 201 12.2　基于DPDK的用户态vhost设计 201 12.2.1　消息机制 202 12.2.2　地址转换和映射虚拟机内存 203 12.2.3　vhost特性协[0商0] 204 12.2.4　virtio-net设备管理 205 12.2.5　vhost中的Checksum和TSO功能卸载 205 12.3　DPDK vhost编程实例 206 12.3.1　报文收发接口介绍 206 12.3.2　使用DPDK vhost lib进行编程 207 12.3.3　使用DPDK vhost PMD进行编程 209 12.4　小结 210 [0第0]三部分　DPDK应用篇 [0第0]13章　DPDK与网络功能虚拟化 213 13.1　网络功能虚拟化 213 13.1.1　起源 213 13.1.2　发展 215 13.2　OPNFV与DPDK 217 13.3　NFV的部署 219 13.4　VNF部署的形态 221 13.5　VNF自身特性的[0评0]估 222 13.5.1　性能分析方[0法0]论 223 13.5.2　性能[0优0]化思路 224 13.6　VNF的设计 225 13.6.1　VNF虚拟网络接口的选择 225 13.6.2　IVSHMEM共享内存的PCI设备 226 13.6.3　网卡轮询和混合中断轮询模式的选择 228 13.6.4　硬件加速功能的考虑 228 13.6.5　服务质量的保证 229 13.7　实例解析和[0商0]业案例 231 13.7.1　Virtual BRAS 231 13.7.2　Brocade vRouter 5600 235 13.8　小结 235 [0第0]14章　Open vSwitch（OVS）中的DPDK性能加速 236 14.1　虚拟交换机简介 236 14.2　OVS简介 237 14.3　DPDK加速的OVS 239 14.3.1　OVS的数据通路 239 14.3.2　DPDK加速的数据通路 240 14.3.3　DPDK加速的OVS性能比较 242 14.4　小结 244 [0第0]15章　基于DPDK的存储软件[0优0]化 245 15.1　基于以太网的存储系统 246 15.2　以太网存储系统的[0优0]化 247 15.3　SPDK介绍 249 15.3.1　基于DPDK的用户态TCP/IP栈 249 15.3.2　用户态存储驱动 254 15.3.3　SPDK中iSCSI target实现与性能 257 15.4　小结 261 附录A　缩略词 262 附录B　推荐阅读 265

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评分☆☆☆☆☆

当我拿起这本书时，我首先被它厚重的体积所震撼，这预示着其中包含了海量的知识和深入的探讨。我一直认为，要真正掌握一项技术，不仅仅是学习它的API和基本用法，更需要理解其背后的设计理念和工程哲学。我非常期待这本书能够深入挖掘DPDK的设计思想，例如它为何采用轮询模式而非传统的事件驱动模型，这样的选择带来了哪些好处，又带来了哪些挑战？书中对于多核并行和锁机制的讲解，我更是充满期待，这直接关系到应用程序的可扩展性和稳定性。我也希望书中能够提供一些实际的应用案例，比如在高性能服务器、网络设备、甚至嵌入式系统中DPDK是如何被巧妙运用的。通过这些鲜活的例子，我希望能更直观地感受到DPDK的强大能力，并从中汲取灵感，思考如何在我的项目中使用它，或者改进现有的使用方式。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对计算机底层技术充满兴趣的开发者，我一直关注着高性能网络技术的最新进展。DPDK作为一项革命性的技术，在提升网络处理能力方面发挥着举足轻重的作用。我之所以对这本书抱有极高的期望，是因为它不仅仅是一本枯燥的技术手册，更是一本能够引发思考、激发灵感的读物。我希望它能从历史的视角出发，讲述DPDK的起源和发展，让我们了解这项技术是如何应运而生，又经历了怎样的演变。同时，我也希望书中能够对DPDK与其他网络技术，例如内核网络栈、XDP等进行对比分析，帮助我们理解它们各自的优劣势，以及在不同场景下的适用性。更重要的是，我希望这本书能够提供一些关于如何优化DPDK应用的思路和方法，例如如何进行性能调优、如何进行故障排查等，这些宝贵的实践经验将对我今后的开发工作具有指导意义。

评分☆☆☆☆☆

一本厚重的书摆在面前，封面设计简约却透露着一股专业的气息，虽然我还没有真正翻开它，但仅仅是它的重量和传递出的信息，就足以让人感受到其中蕴含的知识量。想象着书页间流淌的那些关于网络通信、高性能数据处理的精妙理论，那些让人为之倾倒的架构设计，还有那些为了突破性能瓶颈而付出的无数心血，我的内心便涌动着一股期待。我深知，在这个信息爆炸、速度至上的时代，网络的性能就像是数字世界的血脉，而DPDK作为其中的关键技术，其重要性不言而喻。我迫不及待地想知道，这本书会以怎样的方式，将那些看似高深的原理，一层层剥离，化为可理解的知识，再将那些复杂的代码实现，变得清晰明了。我希望它能像一位循循善诱的老师，引领我穿越技术的迷雾，让我不仅能看懂，更能理解其中的逻辑和精髓。这本书，我仿佛已经看到了它在我手中散发的光芒，照亮了我对网络技术探索的道路，也让我对未来的学习充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

我最近在寻找一本能够真正帮助我理解网络底层机制的书籍，市面上有很多关于网络协议的入门读物，但往往流于表面，无法深入到实际的性能优化层面。我一直对那些能够大幅提升网络吞吐量和降低延迟的技术感到好奇，而DPDK无疑是其中的佼佼者。我听说这本书的内容非常扎实，能够带领读者从宏观的系统设计到微观的代码实现，一步步剖析DPDK的工作原理。我最期待的部分是书中关于内存管理、多核并发处理以及中断处理机制的讲解。这些都是影响网络性能的关键因素，如果这本书能在这几个方面给出详尽的解释和实践指导，那将对我解决实际工程问题大有裨益。我希望它能提供丰富的案例分析，通过真实的场景来展示DPDK的强大之处，让我能够学以致用，将书中的知识转化为解决实际问题的能力，从而在我的工作中更上一层楼。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本优秀的技术书籍，应该能够帮助读者建立起清晰的技术脉络，而不是简单地罗列概念和API。我希望这本书能够将DPDK的各个模块有机地联系起来，展现出一个完整而流畅的知识体系。例如，从数据包的接收到发送，整个生命周期是如何在DPDK的各个组件中流转的？用户态驱动、 rte_mbuf、轮询模式、流水线等核心概念是如何协同工作的？我希望书中能够用图文并茂的方式，清晰地描绘出这些复杂的交互过程。此外，我也非常关注书中对于DPDK在不同硬件平台上的表现和优化策略的探讨。了解如何在特定的硬件环境下充分发挥DPDK的性能，对于实际部署和应用至关重要。我希望能通过这本书，掌握一套系统的分析和优化DPDK应用的思维方式，让我能够自信地应对各种性能挑战。