10月中旬， Open Source Networking Days（開源網絡日）在南京中國無線谷如期舉行。烽火電信云產品總監(jiān)高璐曉以”云化網絡高性能轉發(fā)技術”為題，向與會嘉賓分享了烽火在FitTelecomOS電信云高性能轉發(fā)領域的研發(fā)路線和經驗總結。
未來5G網絡將進一步的云化，借助數字化技術，網絡架構將進一步分離為：控制云、接入云和轉發(fā)云。5G網絡改變傳統(tǒng)基于專用硬件網絡設備基礎平臺，采用虛擬資源池化、軟件定義網絡和云計算等技術，構建跨功能平面統(tǒng)一資源管理架構和多業(yè)務承載資源平面，解決資源可擴展性、組網靈活性，業(yè)務敏捷部署等基礎性問題。
隨著服務上云，業(yè)務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重要維度。具體來說，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域。
在轉發(fā)性能方面，主要涉及到vSwitch技術、硬件加速技術。很多廠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，烽火通過提高cache的利用率，優(yōu)化hash算法降低value的沖突率進而提高性能。
在加速虛擬網卡技術選擇上，烽火采用AVP(accelerated virtual port風河加速虛擬網卡設備)技術，相較于vhost-user(用戶態(tài)通道控制協議)其包處理流程更加簡潔高效，在吞吐量和時延上都有明顯優(yōu)勢。
在10Gbps流量下，AVP在256字節(jié)短包時較vhost-user提高1/3吞吐量，達到線性吞吐；混合包平均時延15us，遠低于vhost-user的30us。
在硬件加速技術選擇上，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。
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，cache綁定和刷新技術、vCPU線程綁定技術。
通過VMCS vCPU的控制技術來提高vCPU在non-root guest(虛擬機運行態(tài))模式的處理能力來減少虛擬機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可以在大頁內存和透傳的CPU cache里動態(tài)切換且在這兩個cache中數據動態(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、隔離進程組所使用的物理資源的機制)控制技術實現vCPU線程綁定，這樣減少QEMU(虛擬化模擬器)vCPU線程在操作系統(tǒng)上調度開銷，提升虛擬機vCPU性能。
云化網絡高性能不僅依靠軟硬件技術，也依賴網絡架構設計、網元部署方案等，是多學科共同作用的結果。烽火將在自主創(chuàng)新原則下期待與客戶、友商共同合作，加速迎接5G新時代的來臨。
