1. 介紹

VirtIO是一個虛擬接口標準，用于虛擬機（Virtual Machine, VM）訪問其他設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和塊設(shè)備。一個VirtIO設(shè)備由一個運行在主機上的后端和一個存在于虛擬機中的前端組成。

數(shù)據(jù)面開發(fā)工具包（DPDK）的Vhost庫是一個VirtIO網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的后端實現(xiàn)，它被廣泛用于軟件交換機，實現(xiàn)高速地接收來自虛擬機的數(shù)據(jù)包和傳輸數(shù)據(jù)包給虛擬機。盡管DPDK Vhost庫已利用多種技術(shù)進行了優(yōu)化（例如，循環(huán)解卷和使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)來避免函數(shù)調(diào)用開銷），但當數(shù)據(jù)包較大時，很高比例的CPU計算資源被用于數(shù)據(jù)包拷貝，從而導致Vhost的數(shù)據(jù)包發(fā)送和接收速速率迅速下降。

英特爾?數(shù)據(jù)流加速器是第四代英特爾?至強?可擴展處理器（代號Sapphire Rapids）中的高性能數(shù)據(jù)移動和轉(zhuǎn)換加速器。它為數(shù)據(jù)移動提供了高帶寬和低延時，可用于卸載DPDK Vhost中的數(shù)據(jù)包拷貝操作。

我們在DPDK Vhost中把數(shù)據(jù)包拷貝交給英特爾數(shù)據(jù)流加速器，這樣Vhost的處理Core可以避免進行繁重的數(shù)據(jù)包拷貝。我們還提出了一個異步卸載流水線，使用戶程序能夠?qū)ntel DSA的數(shù)據(jù)包拷貝和上層業(yè)務(wù)執(zhí)行并行起來。我們的實驗表明，當數(shù)據(jù)包大小超過256字節(jié)時，英特爾數(shù)據(jù)流加速器可以為DPDK Vhost帶來顯著的性能提升。

作者：

胡嘉瑜 姜誠 丁旋 賀星光

2. 概述

DPDK Vhost庫是一個高性能的VirtIO網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的后端實現(xiàn)，它是Open vSwitch中廣泛使用的虛擬網(wǎng)絡(luò)接口。在本文的后續(xù)章節(jié)中，我們將使用“DPDK Vhost” 一詞來指代DPDK Vhost庫。

2.1 DPDK Vhost

DPDK Vhost由一組控制路徑和數(shù)據(jù)路徑的應(yīng)用程序編程接口（API）組成?？刂坡窂紸PI用于映射VM內(nèi)存，設(shè)置VirtIO Virtqueue，并與VirtIO前端協(xié)商功能。通過兩個關(guān)鍵的數(shù)據(jù)平面操作（enqueue和dequeue），數(shù)據(jù)路徑API用于發(fā)送或接收數(shù)據(jù)包到或從VirtIO前端。在enqueue時，Vhost通過將數(shù)據(jù)包插入到Virtqueue中實現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)包到VirtIO前端，而在dequeue時，Vhost通過從Virtqueue中取出數(shù)據(jù)包實現(xiàn)接收來自VirtIO前端的數(shù)據(jù)包。因此，至少需要兩個VirtIO Virtqueue才能實現(xiàn)Vhost和VirtIO前端之間的雙向數(shù)據(jù)傳輸。

一個enqueue或dequeue操作可以分為以下三個子操作，如圖1所示。

首先，從Virtqueue中獲取描述VM內(nèi)存中可用緩沖區(qū)的描述符。然后，從這些描述符中讀取稍后用于數(shù)據(jù)包操作的內(nèi)存地址。對于enqueue，這些可用描述符指向可用于存儲數(shù)據(jù)包的空緩沖區(qū)；對于dequeue，可用描述符指向VirtIO前端發(fā)送的數(shù)據(jù)包緩沖區(qū)。

其次，對于enqueue，將數(shù)據(jù)包從主機復(fù)制到已獲取的緩沖區(qū)；對于dequeue，將數(shù)據(jù)包從已獲取的數(shù)據(jù)包緩沖區(qū)復(fù)制到主機。

最后，將已使用描述符寫回到Virtqueue，并向VM發(fā)送通知。

這三個子操作按順序由DPDK Vhost的處理Core執(zhí)行。在完成enqueue或dequeue操作后，DPDK Vhost的處理Core就可以為應(yīng)用程序執(zhí)行上層應(yīng)用邏輯。

圖1. Enqueue/Dequeue操作流程

DPDK Vhost支持兩種Virtqueue格式：Split Virtqueue和Packed Virtqueue， 分別在VirtIO Spec版本0.95和1. 1中引入。Split Virtqueue 由三部分組成：一個描述符表、一個可用環(huán)和一個已用環(huán)。與Split Virtqueue 不同，Packed Virtqueue 將 Virtqueue 的三個部分合并為一個， 它只包含一個具有不同描述符格式的描述符環(huán)。在下文中，我們將使用Split Virtqueue 來演示enqueue和dequeue操作的工作流程。

Split Virtqueue 由描述符表、可用環(huán)和已用環(huán)組成。描述符表是描述數(shù)據(jù)包緩沖區(qū)的描述符數(shù)組，每個可用環(huán)和已用環(huán)都是指向描述符表中描述符的索引數(shù)組?？捎铆h(huán)和已用環(huán)之間的區(qū)別在于，可用環(huán)存儲 Vhost 可用的描述符索引，但使用的環(huán)存儲 VirtIO 前端可用的描述符索引。每個環(huán)還有一個尾部指針，用于指示 VirtIO 前端（用于可用環(huán)）或 Vhost（用于使用環(huán)）將放置下一個描述符索引的位置，并且在將描述符索引填充到環(huán)后，尾指針會增加。尾部指針分別稱為可用環(huán)和已用環(huán)的avail_idx和used_idx。

圖2 展示了 ?VirtIO 前端? 發(fā)送四個數(shù)據(jù)的示例? ，Vhost ?將它們從Split Virtqueue 中dequeue 。VirtIO 前端將數(shù)據(jù)包緩沖區(qū)信息存儲在前四個描述符中，即從描述符表中的索引 0 到索引 3。然后它在可用環(huán)中填充 0~3，并將avail_idx增加 4。在主機端，Vhost 讀取可用環(huán)以獲取四個數(shù)據(jù)包緩沖區(qū)地址，然后將數(shù)據(jù)包從 VM 內(nèi)存復(fù)制到主機內(nèi)存中。復(fù)制完四個數(shù)據(jù)包緩沖區(qū)后，Vhost 將 0~3 寫回使用的環(huán)，并將used_idx增加 4，以通知前端 Vhost 已收到四個數(shù)據(jù)包緩沖區(qū)。

圖2. Split Virtqueue操作示例

2.2?英特爾?數(shù)據(jù)流加速器?

英特爾數(shù)據(jù)流加速器（Intel Data Streaming Accelerator, Intel DSA）是第四代英特爾至強可擴展處理器中的高性能數(shù)據(jù)復(fù)制和轉(zhuǎn)換加速器。工作隊列（Work Queue, WQ）是設(shè)備上的存儲空間，用于保存已提交到設(shè)備的工作描述符，軟件使用WQ向Intel DSA提交工作。批處理描述符（Batch Descriptor）允許軟件使用單個工作提交操作提交多個工作描述符，對于較小的傳輸長度，批處理描述符能潛在地提高Intel DSA的吞吐量。在DPDK Intel DSA驅(qū)動程序中，我們使用的是專用工作隊列（Dedicated Work Queue，DWQ）和批處理描述符。

2.3 動機

作為高效的VirtIO后端實現(xiàn)，DPDK Vhost被廣泛應(yīng)用于軟件交換機，例如Open vSwitch。盡管DPDK Vhost已經(jīng)通過各種技術(shù)（例如循環(huán)展開和內(nèi)聯(lián)函數(shù)）進行了優(yōu)化，但隨著數(shù)據(jù)包大小的增加，Vhost中的數(shù)據(jù)包拷貝開始限制性能。我們將典型的DPDK應(yīng)用程序TestPMD用作主機中的軟件交換機，并通過Vhost PMD端口連接到一個虛擬機。我們研究了Vhost PMD端口中數(shù)據(jù)包拷貝對主機TestPMD的影響，其實驗配置與第4. 1節(jié)相同。通過改變數(shù)據(jù)包大小，我們通過Linux Perf測量了主機TestPMD的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)率以及在交換、Virtqueue操作和Vhost中的數(shù)據(jù)包拷貝中所花費的CPU Core周期的比例。

結(jié)果如圖3所示。我們可以看到，較大的數(shù)據(jù)包會顯著增加數(shù)據(jù)包拷貝在Core處理中所占的比例。在 1518 字節(jié)時，59% 的Core時鐘周期被花費在 Vhost 數(shù)據(jù)包拷貝中。我們還可以看到，較大的數(shù)據(jù)包大小意味著? TestPMD 的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)速率較低。這是因為隨著數(shù)據(jù)包大小的增加，Vhost 數(shù)據(jù)包拷貝所花費的Core 時鐘周期也隨之增加，Vhost 數(shù)據(jù)包拷貝也成為 TestPMD的瓶頸。

圖3. 主機TestPMD的Core時鐘周期分布

3.使用Intel? DSA加速的DPDK Vhost

3.1 簡介

圖4 描述了采用Intel DSA 加速的 DPDK Vhost 的設(shè)計視圖。如第2.1節(jié)所述，一個enqueue或dequeue操作可以分為兩個子操作：處理Virtqueue和數(shù)據(jù)包拷貝。VirtIO描述符所占的存儲空間較小，而Core十分擅長對小數(shù)據(jù)空間的讀和寫，因此Core可以快速地完成處理Virtqueue的更新操作。? 與處理Virtqueue相比，數(shù)據(jù)包的拷貝會占用更多的Core時鐘周期，尤其是在數(shù)據(jù)包較大時。因此，在Intel DSA加速的DPDK Vhost方案中，我們將enqueue或dequeue操作中的所有數(shù)據(jù)包拷貝都卸載到Intel DSA（以藍色箭頭顯示），但將 Virtqueue 的處理仍留給Core（如綠色箭頭所示）。

圖4. 采用Intel DSA 加速的 DPDK Vhost 的設(shè)計視圖

此外，在此方案中我們還 提出了一個異步的卸載流水線，使上層應(yīng)用程序能夠?qū)I(yè)務(wù)邏輯的處理和Intel DSA的數(shù)據(jù)包拷貝并行執(zhí)行，從而提高整體的吞吐量。Intel DSA的異步卸載流水線如圖5 所示。

圖5. 異步卸載流水線

首先，Core查詢Intel DSA以獲取之前提交的、現(xiàn)已完成的數(shù)據(jù)包拷貝操作，并將拷貝完成的數(shù)據(jù)包所對應(yīng)的VirtIO描述符寫回 Virtqueue。值得注意的是，Core不會等待Intel DSA 完成之前提交的所有拷貝操作。其次，Core從 Virtqueue 獲取新的可用的VirtIO描述符，將新的數(shù)據(jù)包拷貝操作提交到Intel DSA。在此階段之后，Intel DSA立即開始進行數(shù)據(jù)包拷貝。與此同時，釋放的CPU計算資源就可以執(zhí)行應(yīng)用的上層業(yè)務(wù)邏輯。由此可見，Intel DSA的數(shù)據(jù)包拷貝和應(yīng)用的上層業(yè)務(wù)邏輯可以并行執(zhí)行，而Intel DSA的拷貝延遲也可以隱藏在上層業(yè)務(wù)邏輯的處理過程中，從而使應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)更高的吞吐量。

3.2?Virtqueue 和Intel? DSA

3.2.1 Virtqueue和Intel? DSA WQ的映射關(guān)系

在Intel DSA 加速的 DPDK Vhost方案中，Virtqueue和Intel DSA WQ的使用支持多對多映射。具體來說，一個Intel DSA WQ可被多個Virtqueue使用，而一個Virtqueue也可同時將數(shù)據(jù)包拷貝卸載到多個Intel DSA WQ上。圖6展示了此映射關(guān)系的一個示例， WQ2 被 Virtqueue2、Virtqueue3 和 Virtqueue4 共享，Virtqueue2 同時使用了兩個 Intel DSA WQ。?

圖6. Virtqueue和Intel DSA WQ的映射關(guān)系示例

3.2.2??數(shù)據(jù)包順序

為了避免enqueue或dequeue之后的數(shù)據(jù)包亂序，DPDK Vhost總是按照描述符出現(xiàn)在Virtqueue中的順序來處理描述符。然而，在采用Intel DSA加速的DPDK Vhost方案中，為了實現(xiàn)更高的硬件拷貝性能，我們沒有強制每個Intel DSA WQ按順序執(zhí)行拷貝操作。此外，若一個Virtqueue的數(shù)據(jù)包拷貝卸載到多個Intel DSA WQ上，Intel DSA也無法保證所有的數(shù)據(jù)包拷貝按順序完成。故在卸載數(shù)據(jù)包拷貝到Intel DSA之后，潛在的數(shù)據(jù)包亂序可能給上層應(yīng)用帶來嚴重的性能問題。

為了保證enqueue或dequeue操作之后數(shù)據(jù)包不亂序，我們?yōu)槊總€ Virtqueue 都分配了一個重排序數(shù)組，用來追蹤已經(jīng)由Intel DSA完成拷貝的數(shù)據(jù)包。在重排序數(shù)組中，每個數(shù)據(jù)包都分配有一個標志位，用以表示是否該數(shù)據(jù)包的所有拷貝操作都已完成。當Intel DSA完成一個數(shù)據(jù)包的所有拷貝操作之后，該標志位被置為 “DONE” 。在寫回已經(jīng)使用完成的VirtIO描述符之前，Vhost Core會遍歷此重排序數(shù)組，對于標志位置為DONE的數(shù)據(jù)包，Vhost Core再將其使用的VirtIO描述符寫回Virtqueue；而一旦遇到未被置為DONE的數(shù)據(jù)包，Vhost Core就會立即停止為此數(shù)據(jù)包和后續(xù)數(shù)據(jù)包寫回VirtIO描述符。因此，盡管Intel DSA無法保證數(shù)據(jù)包拷貝的順序，而借助重排序數(shù)組，Vhost Core只會通知VM拷貝全部完成的數(shù)據(jù)包，從而保證enqueue或dequeue操作后數(shù)據(jù)包不亂序。

圖7展示了在第2.1節(jié)的例子中重排序數(shù)組的工作過程。在獲取4個可用描述符后，Vhost Core分別向四個Intel DSA WQ（WQ0、WQ1、WQ2 和 WQ3）提交四個源地址和目標地址對。此時，pkt0、 pkt2 和 pkt3 的拷貝均已完成，但Intel DSA WQ2 未完成 pkt1的拷貝。在重排序數(shù)組中，除了pkt1外，其余3個數(shù)據(jù)包的標識位都被置為DONE。因此，Vhost Core只會將pkt0返回給用戶程序，并將索引0寫回已用環(huán)。Intel DSA WQ2 完成 pkt1 后，Vhost Core會將 pkt1、pkt2 和 pkt3 返回給用戶程序，并將索引 1~3 寫回到已用環(huán)。

圖7. 數(shù)據(jù)包拷貝卸載到多個Intel? DSA WQ的示例

3.3DPDK Vhost 異步編程接口

采用Intel DSA加速的DPDK Vhost方案提供了一組異步的應(yīng)用程序接口（Application Program Interface，API），使上層應(yīng)用可以將業(yè)務(wù)邏輯的執(zhí)行和Intel DSA的拷貝并行執(zhí)行，從而提高整體的吞吐量。

DPDK Vhost利用DPDK dmadev庫（一個通用的DMA引擎庫）來操作硬件DMA設(shè)備。因此，除了 Intel DSA以外，DPDK Vhost還可以支持其他類型的DMA引擎，如Crystal Beach DMA。值得注意的是，DPDK dmadev 庫將每個Intel DSA WQ呈現(xiàn)為一個具有一個虛擬通道的 DMA設(shè)備實例。在下文中，我們將使用 “DMA 設(shè)備實例” 和 “虛擬通道” 來描述如何使用DPDK Vhost 的異步API。

DPDK Vhost的異步API 由控制路徑API和數(shù)據(jù)路徑 API組成。在開始數(shù)據(jù)路徑操作之前，用戶程序需要調(diào)用控制路徑API來使能DMA加速，具體需要以下三個步驟。

首先，調(diào)用rte_vhost_async_dma_configure（）告訴DPDK Vhost 將要使用的全部DMA設(shè)備實例和虛擬通道。

其次，在調(diào)用rte_vhost_driver_register（）時設(shè)置RTE_VHOST_USER_ASYNC_COPY標識，用于通知DPDK Vhost準備DMA需要的數(shù)據(jù)路徑環(huán)境。

最后，對于將要使用DMA加速的Virtqueue，在其啟用時（即接收到VHOST_USER_SET_VRING_ENABLE消息），在DPDK Vhost的回調(diào)函數(shù)vring_state_changed（）中調(diào)用rte_vhost_async_channel_register（）。之后，用戶程序就可以調(diào)用異步的數(shù)據(jù)路徑API將Virtqueue上的數(shù)據(jù)包拷貝卸載到DMA。

DPDK Vhost的異步數(shù)據(jù)路徑API包含enqueue操作和dequeue操作。使用enqueue操作的異步API需要兩個 步驟。

1. 首先，調(diào)用rte_vhost_submit_enqueue_burst（） 以獲取可用的描述符，并將數(shù)據(jù)包的拷貝操作提交到指定的DMA 設(shè)備實例和虛擬通道。在調(diào)用rte_vhost_submit_enqueue_burst（）之后，DMA 設(shè)備便開始執(zhí)行拷貝操作。

2. 其次，調(diào)用rte_vhost_poll_enqueue_completed（）以獲取指定的DMA設(shè)備實例和虛擬通道上拷貝完成的數(shù)據(jù)包，并將這些數(shù)據(jù)包對應(yīng)的描述符寫回Virtqueue。在調(diào)用rte_vhost_poll_enqueue_completed（）之后，VirtIO 前端便能接收DMA設(shè)備發(fā)送完成的數(shù)據(jù)包。

值得注意的是，用戶程序需要在適當?shù)臅r候調(diào)用 rte_vhost_poll_enqueue_completed（）。否則，即使DMA設(shè)備已經(jīng)將數(shù)據(jù)包拷貝到了VM內(nèi)存，VirtIO 前端也無法接收到數(shù)據(jù)包。

dequeue操作的異步API只有rte_vhost_try_dequeue_burst（）。rte_vhost_try_dequeue_burst（）將新的數(shù)據(jù)包拷貝操作提交到給定的 DMA 設(shè)備實例和虛擬通道。此外，它還會檢查給定的DMA設(shè)備以獲取拷貝完成的數(shù)據(jù)包，并將完成的數(shù)據(jù)包返回給用戶程序。?

當要禁用Virtqueue 或者銷毀Vhost 設(shè)備時，應(yīng)用程序需要按照以下三個步驟調(diào)用控制路徑API以禁用Virtqueue的DMA加速。

首先，等待DMA設(shè)備完成Virtqueue 中所有的數(shù)據(jù)包拷貝操作。這可以通過在 DPDK Vhost的回調(diào)函數(shù)destroy_device（）中調(diào)用 rte_vhost_clear_queue（） 或在DPDK Vhost 的回調(diào)函數(shù) vring_state_changed（） 中調(diào)用 rte_vhost_clear_queue_thread_unsafe（） 來實現(xiàn)。

其次，注銷Virtqueue的DMA加速。這可以通過在 DPDK Vhost的回調(diào)函數(shù) destroy_device（）中調(diào)用 rte_vhost_async_channel_unregister（）或在DPDK Vhost 的回調(diào)函數(shù) vring_state_changed（）中調(diào)用rte_vhost_async_channel_register_thread_unsafe（） 來實現(xiàn)。

最后，調(diào)用rte_vhost_async_dma_unconfigure（）通知DPDK Vhost不再使用的DMA 設(shè)備實例和虛擬通道。

圖8 給出了使用 DPDK Vhost的異步 API 的一個示例。

圖8. 使用DPDK Vhost的異步API示例

3.4 性能

3.4.1批處理

增加數(shù)據(jù)包的批處理量可以降低Intel DSA提交任務(wù)的平均開銷。在每個enqueue或dequeue操作中，DPDK Vhost以批處理的方式卸載數(shù)據(jù)包拷貝操作，并利用Intel DSA的批處理描述符提交成批的拷貝操作給硬件。因此，Vhost enqueue或dequeue的批處理大小通常決定Intel DSA 的拷貝批處理大小。通常，DPDK 收發(fā)包的批處理大小為 32，故DPDK Vhost 至少可以在Intel DSA的一個批處理描述符中提交32 個拷貝操作，這對于Intel DSA 的數(shù)據(jù)拷貝是足夠高效的。但在某些情況下，每個 enqueue或dequeue操作的批處理大小可能要小得多，這將增加DPDK Vhost使用Intel DSA的卸載開銷，從而降低DPDK Vhost的性能，尤其在數(shù)據(jù)包較小時。

3.4.2 數(shù)據(jù)包大小

將數(shù)據(jù)包拷貝卸載到Intel DSA可以釋放CPU的計算資源來執(zhí)行上層應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯，但代價是花費額外的CPU計算資源在準備設(shè)備描述符、使能硬件、追蹤異步上下文上。因此，對于長度較小的數(shù)據(jù)包（比如64字節(jié)），軟件拷貝的效率跟高。在這種情況下，Intel DSA的 卸載成本將高于增益，使用Intel DSA反而會導致整體性能的下降。

3.4.3綁定Intel? DSA WQs到Cores

DPDK Vhost 使用Intel DSA WQ時會使用自旋鎖來避免多個線程同時使用一個WQ而造成不可預(yù)知的錯誤，這是因為DPDK dmadev 庫不支持多個線程同時安全地訪問一個Intel DSA WQ。因此， 當多個線程同時嘗試使用同一個Intel DSA WQ時，自旋鎖會讓使這些線程忙等、直到獲取鎖為止，這將導致CPU的計算資源浪費在無用的忙等上。因此，用戶程序應(yīng)當將不同的Intel DSA WQ 綁定給不同的Core，以避免多個線程競爭使用同一個Intel DSA WQ。

4. 性能測試

我們測試了采用Intel DSA加速的主機上的TestPMD的運行性能，并將其與沒有Intel DSA加速的主機上的TestPMD的性能進行了比較。在所有測試中，我們將一個物理Core分配給主機TestPMD。在使用Intel DSA加速的TestPMD 實驗中，我們使用了一個Intel DSA設(shè)備。由于測試中使用的DPDK DSA 驅(qū)動僅支持DWQ，因此我們?yōu)槭褂玫腎ntel DSA設(shè)備創(chuàng)建了兩個DWQ。此外，為了使用一個Intel DSA設(shè)備的最大性能，測試中使用了該Intel DSA設(shè)備的所有的四個引擎。

4.1 測試方法

圖9. 實驗拓撲

圖9 顯示了實驗拓撲。在主機中，TestPMD 以macfwd模式運行，并綁定了一個E810-CQDA2端口和一個Vhost PMD端口。兩個DWQ分別分配給 Vhost PMD 端口中的TX 隊列和RX 隊列。在客戶機中， TestPMD 以 macfwd 模式運行，并與 VirtIO 端口綁定。Ixia流量生成器連接到 E810-QDA2端口，并以 0.1% 的可接受丟失率發(fā)送 TCP/IPv4 數(shù)據(jù)包。

實驗中使用的硬件列于表3中。

實驗中使用的軟件列于表4中。

4.2 測試結(jié)果

圖10比較了采用和不采用Intel DSA 加速的TestPMD 的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)速率。當數(shù)據(jù)包大小超過256 字節(jié)時，采用Intel DSA 加速的 TestPMD 的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)速率是沒有Intel DSA 加速的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)率的1.14-2. 29倍。此外，采用Intel DSA 加速的 TestPMD 可實現(xiàn)從 64字節(jié)到 1518字節(jié)的固定數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)速率。

通過將數(shù)據(jù)包拷貝卸載到Intel DSA，TestPMD 只需處理數(shù)據(jù)包頭部，因此TestPMD Core的處理與數(shù)據(jù)包大小無關(guān)。此外，測試中已使用的Intel DSA 帶寬小于Intel DSA 數(shù)據(jù)拷貝的最大帶寬。因此，在不同數(shù)據(jù)包大小時，采用Intel DSA加速的TestPMD的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)率可以保持恒定。

當數(shù)據(jù)包的大小小于或等于 256 字節(jié)時，采用Intel DSA 加速的 TestPMD 性能會更差。這是由于Core在小數(shù)據(jù)包拷貝上比Intel DSA更高效，并且使用Intel DSA卸載數(shù)據(jù)包拷貝操作會引入額外的開銷，因此采用Intel DSA 卸載反而會使TestPMD 的性能下降。

圖10. 數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)速率比較

5. 總結(jié)

在本文中，我們概述了采用Intel DSA加速的DPDK Vhost的設(shè)計以及DPDK Vhost異步API的使用方法，并在第四代英特爾至強可擴展處理器上測試了帶有Intel DSA加速的TestPMD數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)速率。在數(shù)據(jù)包大小超過256字節(jié)時，將數(shù)據(jù)包拷貝卸載到Intel DSA可以顯著提高數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)性能。

Reference

VirtIO Spec Version 0.95

https://ozlabs.org/~rusty/virtio-spec/virtio-0.9.5.pdf

VirtIO Spec Version 1.1

https://docs.oasis-open.org/virtio/virtio/v1.1/csprd01/virtio-v1.1-csprd01.html

Intel Data Streaming Accelerator

https://01.org/blogs/2019/introducing-intel-data-streaming-accelerator?

3個patch的信息：

http://patches.dpdk.org/project/dpdk/patch/20221216020009.70206-1-yuanx.wang@intel.com/ http://patches.dpdk.org/project/dpdk/patch/20221011030803.16746-2-cheng1.jiang@intel.com/

http://patches.dpdk.org/project/dpdk/patch/20221011030803.16746-3-cheng1.jiang@intel.com/

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總結(jié)

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