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随着计算机技术发展特别是应用技术的快速发展。应用场景对计算机的处理速度几乎已经到了疯狂的地步。说句大白话再快的CPU也嫌慢。没办法CPU和IO等技术基本目前都处在了瓶颈之处大幅度提高短时间内看不到希望。但是不可以在某些部分进行优化。而DIDO就是这么一项技术。 DIDOData Direct I/O数据直通IO网上和书上说得比较玄乎其实就是一句话缩短数据传输路径减少数据拷贝次数。它的结果当然是提高敢吞吐量减少了延迟。在传统的网络通信时网络报文在到达网卡时要把数据和相关元数据传输到内存CPU读内存到Cache然后进寄存器处理再原路返回最终通过网络发走。从上面的分析可以看到数据不断的在内存和缓存中进行传输而CPU的处理速度和内存的处理速度以及总线和IO的处理速度这都是有量级的差别。 那么DIDO如何操作呢它通过LLC Cache直接和网卡打交道“不让中间商吃差价”。
二、DIDO的流程
在DPDK中是如何进行DIDO的数据传输呢看一下读的过程 1、CPU读取报文和相关元数据并把内存中的缓冲区预取到Cache中。 2、NIC将传送报文利用DIDO技术通过PCI总线直接将Cache送到PCI总线。
再看一下写的过程 1、报文及相关元数据通过总线直接送入Cache中此时有两种情况 a、缓存命中即Cache有此段内存则直接覆盖写 b、没有则Cache分配一块区域更新Cache表写内容 2、通知报文到达产生内存读操作因为Cache原因直接读Cache然后发走。 三、DPDK中的应用
在DPDK中本身就是一种整体上更强于DIDO的优化方式可以把DPDK当成DIDO的放大版功能上、数据处理上和传输上都做了一种整体上的DIDO。即从用户态直接处理网卡而不是绕道内核进行处理。 传统的数据传输 硬中断——取数据包分发至内核线程——软中断——内核线程在协议栈中处理数据包——处理完成通知用户层 上层收包——网络层——逻辑层——业务层 DPDK中 硬中断——放弃中断流程用户层从设备映射取数据包——进入用户层协议栈——逻辑层——业务层 DIDO在DPDK中也是一种数据处理手段。
四、总结
DIDO只是一种提高数据传输速度的手法它更类似于一种工程手段优化手段而不是一种技术创新。但无论哪一种只要达到目的对于应用来说都是正确的。现在开发者其实不但需要技术创新更要学会这种优化组合技术。毕竟技术创新太难成本也太高不是一般公司能玩儿的起的。 最近比较忙事情也多从这周接起DPDK来。
