[发明专利]一种基于DPDK的双协议栈实现系统及实现方法

说明书

本发明提出了一种基于DPDK的双协议栈实现系统，包括：DPDK收发包单元，通过用户态以轮询收发包驱动模型的方式实现数据报文的快速收发；数据报文处理单元，对DPDK收发包单元收发的数据报文进行预处理，并根据数据报文的IP地址将数据报文分发至Linux内核协议栈或用户空间协议栈，以及对Linux内核协议栈或用户空间协议栈处理后的数据报文进行后处理，并将处理后的数据报文分发至DPDK收发包单元；所述应用程序I运行在所述用户空间协议栈中进行业务处理，所述应用程序II运行在所述Linux内核协议栈中进行业务处理。本发明能够有效提升数据报文的处理性能，并提升系统整体的安全性，满足不同复杂度的业务需求。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于DPDK的双协议栈实现系统及实现方法。

背景技术

DPDK(数据平面开发工具包：Data Plane Development Kit)是一个开源的数据平面开发工具集，是Intel为了解决Linux SMP环境下数据包处理性能问题而提供的一个用户空间下的高效数据包处理函数库和驱动集。DPDK通过环境抽象层的旁路OS运行环境、轮询模式的数据无中断收发、优化内存/缓冲区/队列管理、大页内存等多项技术，实现了SMP环境下的高性能数据包处理能力。

传统的Linux内核协议栈具备功能复杂、通用性强的特点，但是对于一些网络专用设备，其网络数据处理性能无法满足爆发式增长的网络带宽要求，因此，如何在固定的硬件成本和不损失Linux内核协议栈强大的功能基础上有效地提升数据报文的处理性能是目前急需解决的问题。

发明内容

鉴于上述内容，有必要提供一种基于DPDK的双协议栈实现系统及实现方法，其能够在固定的硬件成本和不损失Linux内核协议栈强大的功能基础上有效地提升数据报文的处理性能，并提升系统整体的安全性，满足不同复杂度的业务需求。

本发明第一方面提出一种基于DPDK的双协议栈实现系统，包括：DPDK收发包单元、数据报文处理单元、用户空间协议栈、Linux内核协议栈、应用程序I和应用程序II；

所述DPDK收发包单元，用于通过用户态以轮询收发包驱动模型的方式实现数据报文的快速收发；

所述数据报文处理单元，用于对所述DPDK收发包单元收发的所述数据报文进行预处理，并根据所述数据报文的IP地址将所述数据报文分发至所述Linux内核协议栈或用户空间协议栈；以及用于对所述Linux内核协议栈或用户空间协议栈处理后的数据报文进行后处理，并将所述处理后的数据报文分发至所述DPDK收发包单元；

所述用户空间协议栈，对外提供第一IP地址供业务访问，用于实现性能要求较高、复杂度较低的业务；

所述Linux内核协议栈，对外提供第二IP地址供业务访问，用于实现复杂度较高、性能要求较低的业务；

所述应用程序I运行在所述用户空间协议栈中进行业务处理，所述应用程序II运行在所述Linux内核协议栈中进行业务处理。

进一步的，所述数据报文处理单元还根据业务需求创建不同的module进行所述数据报文的预处理和后处理，所述module至少包括用于访问控制处理的ACL module、用于IP分片处理的IP Frag module、用于SNAT处理的SNAT module。

进一步的，所述用户空间协议栈具有隐蔽性，通过用户对一不同于所述linux内核协议栈的开源协议栈进行裁剪和定制实现。

进一步的，所述应用程序I包括用户自身开发的应用程序、与所述用户空间协议栈进行适配过的第三方应用程序和二次开发的应用程序；所述应用程序II包括第三方应用程序和二次开发的应用程序。