2017/04/14

1. Install Ubuntu and DPDK for new server.

TBD:

a. BIOS Setting

1. Check HPET(High Precision Event Timer) timer is enable.

但若需要啟用可能要在 /home/linux/dpdk/dpdk-stable-16.11.1/config下新增一行 CONFIG_RTE_LIBEAL_USE_HPET=y 後再重新編譯.

以及在Linux kernel裡面enable. requires that the HPET_MMAP kernel configuration option be enabled.

2. Disable power management and Power Saving Functionality.

b. boot setting

Fixed two bug here.

1. default_hugepagesz=1G hugepagesz=1G hugepages=16 into /etc/default/grub

2. 解決Hugepage沒有被釋放的問題

c. OVS installation

TBD next week + OVS&DPDK 架構 + OF-DPA

d. Try a DPDK sample

Tried

1. Hello world

2. Basic L2 forward

2. 研究NIC+Linux Kernel如何處理封包+DPDK帶來的好處

TBD:

實現的主要模組

3. Still reading SDN and DDoS Attacks in Cloud Computing Environments: A Survey, Some Research Issues, and Challenges (25 paper citations) (30%)

沒看完, 方向不同, 暫且擱置.

4. 完成ASIC HW3

為什麼要用DPDK(Data Plane Development Kit)?

ASIC / FPGA / NPU / Multi-core >> 各有優缺點 新協定支援v.s.封包處理速度 v.s. 開發速度

證明IA(Intel Architecture)架構也可以用來做High performance Packet Processing.

IA下的軟體優化(計算機結構).

For NFV. For carrier core network. For example 5G.

Packet Size 64 bytes

10GbE >> 14.8M packet / sec >> means 67.2 ns >> 134 clock cycles in Xeon 2.0 GHz

40GbE >> 59.5M packet / sec >> means 16.8 ns >> 33 clock cycles in Xeon 2.0 GHz

CPU 多核>高頻 頻率越高越耗電(跟主頻率三次方成正比) & 設計更複雜

Lockless

<< 多核心CPU在讀/寫共用資源的時候需要確保不會衝突, 所以有寫入鎖跟讀取鎖, 但可以共同讀取(以核心數為限). DPDK這邊用無鎖機制來減輕負擔, 提高性能

<< Lockless ring buffer

Polling

<< avoid context switching(要交換CPU上的進程時，必需先行儲存目前process的執行狀態，再將欲執行的process之狀態讀回CPU中。) << Interrupt 太多CPU來不及處理

收發封包完全不用Interrupt, 集中所有CPU資源做Packet Processing. (除了當Link layer狀態發生改變)

Control Unit 從記憶體抓指令搬到暫存器, 辨識指令, ALU執行指令後儲存在記憶體或暫存器

OS為執行Process management，所以將process所有相關的資訊集中，建立一個集合(table)表示，稱為PCB

HugePage(超大分頁)

>> 減少TLB Cache missed, TLB Miss會嚴重影響性能. TLB用CAM做. Cache用SRAM.

TLB(Translation Lookaside Buffer)(索引快取) = 虛擬位址到實體位址做加速用的. 存分頁表摘要 Page Table Entry(Page frame number + Page offset) >> Page Table

CPU 產生的虛擬記憶體通常是一整個連續的區塊.

虛擬地址 : 程式編寫更容易, 記憶體管理更有效率

User Mode Driver

<< 封包收到User Space做管理, Kernel space跟User space不做記憶體拷貝, 只做控制權轉移. 不受kernel更新影響. 不會在user space下改到kernel space導致系統崩潰.

缺點, 不能用Kernel裡面的TCP/IP Stack

Pthread Affinity

<< 把某個特定任務指定在某特定CPU Core上工作. 任務執行 >> 負載均衡 >> 可能會換core工作 >> 綁定後提高CPU Cache命中率.