基于DPDK的高性能負(fù)載均衡系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，云計算技術(shù)的使用日益廣泛，公有云更是成為了很多小型企業(yè)部署業(yè)務(wù)的首選平臺。由于云計算具有用戶基數(shù)大，租戶數(shù)量多以及高流量等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的負(fù)載均衡系統(tǒng)已經(jīng)很難適應(yīng)云計算環(huán)境下的使用。針對這一問題，本文立足于云計算對負(fù)載均衡的需求，設(shè)計并實現(xiàn)了一套x86平臺下適用于云計算環(huán)境的負(fù)載均衡系統(tǒng)。相較于傳統(tǒng)的負(fù)載均衡系統(tǒng)，本系統(tǒng)具有高性能、可配置性強(qiáng)、可擴(kuò)展性強(qiáng)、易部署等特點(diǎn)。
　　本文首先討論了云計算技術(shù)的發(fā)展給負(fù)載均衡技

2、術(shù)帶來的挑戰(zhàn)，然后對比分析了現(xiàn)有的負(fù)載均衡實現(xiàn)以及快速包處理框架。其次，簡要介紹了x86平臺下負(fù)載均衡系統(tǒng)開發(fā)所涉及到的相關(guān)技術(shù)。接下來又對Intel提出的快速包處理框架DPDK進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，覆蓋了其核心模塊中對負(fù)載均衡系統(tǒng)較為重要的部分。最后，基于DPDK平臺設(shè)計并實現(xiàn)了本負(fù)載均衡系統(tǒng)，系統(tǒng)整體劃分為管理平面、控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面三大部分，并力求做到平面分離。管理平面的主要職責(zé)是向用戶提供系統(tǒng)生命周期管理、負(fù)載均衡規(guī)則配置等功能，它

3、向用戶暴露了管理系統(tǒng)所需的全部接口?？刂破矫尕?fù)責(zé)感知網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化，具有對環(huán)境中所有真實服務(wù)器進(jìn)行健康檢查以及對負(fù)載均衡規(guī)則進(jìn)行維護(hù)的能力。同時，控制平面還負(fù)責(zé)與轉(zhuǎn)發(fā)平面通信，把負(fù)載均衡規(guī)則的變化及健康檢查結(jié)果及時下發(fā)給轉(zhuǎn)發(fā)平面。轉(zhuǎn)發(fā)平面作為系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)對流經(jīng)其的流量進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理，轉(zhuǎn)發(fā)流程包括真實服務(wù)器調(diào)度、NAT轉(zhuǎn)換、連接保持、分片重組等。為了提高性能，轉(zhuǎn)發(fā)平面通過DPDK框架繞過了Linux系統(tǒng)的內(nèi)核協(xié)議棧，使用輪詢的方式從網(wǎng)卡