10月中旬， Open Source Networking Days（開(kāi)源網(wǎng)絡(luò )日）在南京中國無(wú)線(xiàn)谷如期舉行。烽火電信云產(chǎn)品總監高璐曉以”云化網(wǎng)絡(luò )高性能轉發(fā)技術(shù)”為題，向與會(huì )嘉賓分享了烽火在FitTelecomOS電信云高性能轉發(fā)領(lǐng)域的研發(fā)路線(xiàn)和經(jīng)驗總結。
未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò )將進(jìn)一步的云化，借助數字化技術(shù)，網(wǎng)絡(luò )架構將進(jìn)一步分離為：控制云、接入云和轉發(fā)云。5G網(wǎng)絡(luò )改變傳統基于專(zhuān)用硬件網(wǎng)絡(luò )設備基礎平臺，采用虛擬資源池化、軟件定義網(wǎng)絡(luò )和云計算等技術(shù)，構建跨功能平面統一資源管理架構和多業(yè)務(wù)承載資源平面，解決資源可擴展性、組網(wǎng)靈活性，業(yè)務(wù)敏捷部署等基礎性問(wèn)題。
隨著(zhù)服務(wù)上云，業(yè)務(wù)數據上云使端到端的流量在云數據中心匯聚。虛擬化基礎設施層對這些流量的處理性能成為業(yè)界考量云平臺能力的一個(gè)重要維度。具體來(lái)說(shuō)，電信云平臺虛擬化的高性能主要體現在轉發(fā)性能和虛擬計算性能領(lǐng)域。
在轉發(fā)性能方面，主要涉及到vSwitch技術(shù)、硬件加速技術(shù)。很多廠(chǎng)家電信云平臺的虛擬交換都是基于OVS做增強，EMC(exact match cache精確匹配表)是OVS 三級轉發(fā)中使用頻率最高的第一級轉發(fā)，但其cache空間小（8K），利用率低（50%），導致cache中緩存更新頻繁，性能低下。針對這一弊端，烽火通過(guò)提高cache的利用率，優(yōu)化hash算法降低value的沖突率進(jìn)而提高性能。
在加速虛擬網(wǎng)卡技術(shù)選擇上，烽火采用AVP(accelerated virtual port風(fēng)河加速虛擬網(wǎng)卡設備)技術(shù)，相較于vhost-user(用戶(hù)態(tài)通道控制協(xié)議)其包處理流程更加簡(jiǎn)潔高效，在吞吐量和時(shí)延上都有明顯優(yōu)勢。
在10Gbps流量下，AVP在256字節短包時(shí)較vhost-user提高1/3吞吐量，達到線(xiàn)性吞吐；混合包平均時(shí)延15us，遠低于vhost-user的30us。
在硬件加速技術(shù)選擇上，烽火采用OVS hardware offload（即OVS數據交換功能從host的CPU上下沉到智能網(wǎng)卡），相較于hardware offload(硬件卸載)方案，烽火電信云方案具備：性能好，充分利用SmartNIC(智能網(wǎng)卡)處理能力；支持熱遷移；適應性、兼容性好；生態(tài)環(huán)境較好（支持Openstack Queen版本）的特點(diǎn)。
在虛擬計算性能增強上，主要包括：VMCS(虛擬機控制塊)的vCPU控制技術(shù)，cache綁定和刷新技術(shù)、vCPU線(xiàn)程綁定技術(shù)。
通過(guò)VMCS vCPU的控制技術(shù)來(lái)提高vCPU在non-root guest(虛擬機運行態(tài))模式的處理能力來(lái)減少虛擬機vCPU模式切換、exit退出次數，從而達到降低損耗，提高vCPU處理能力的目的。
虛擬機vCPU的cache可以在大頁(yè)內存和透傳的CPU cache里動(dòng)態(tài)切換且在這兩個(gè)cache中數據動(dòng)態(tài)刷新，減少虛擬機cache miss次數，達到提高虛擬機性能的目的。
基于KVM的Cgroups(control groups 是Linux內核提供的一種可以限制、記錄、隔離進(jìn)程組所使用的物理資源的機制)控制技術(shù)實(shí)現vCPU線(xiàn)程綁定，這樣減少QEMU(虛擬化模擬器)vCPU線(xiàn)程在操作系統上調度開(kāi)銷(xiāo)，提升虛擬機vCPU性能。
云化網(wǎng)絡(luò )高性能不僅依靠軟硬件技術(shù)，也依賴(lài)網(wǎng)絡(luò )架構設計、網(wǎng)元部署方案等，是多學(xué)科共同作用的結果。烽火將在自主創(chuàng )新原則下期待與客戶(hù)、友商共同合作，加速迎接5G新時(shí)代的來(lái)臨。
