0%

Introduction to XDP

XDP(eXpress Data Path)为 Linux 内核提供了高性能、可编程的网络数据路径。由于网络包在还未进入网络协议栈之前就处理,它给Linux网络带来了巨大的性能提升(性能比DPDK还要高)。

XDP基于一系列的技术来实现高性能和可编程性,包括

  • 基于eBPF
  • Capabilities negotiation:通过协商确定网卡驱动支持的特性,XDP尽量利用新特性,但网卡驱动不需要支持所有的特性
  • 在网络协议栈前处理
  • 无锁设计
  • 批量I/O操作
  • 轮询式
  • 直接队列访问
  • 不需要分配skbuff
  • 支持网络卸载
  • DDIO
  • XDP程序快速执行并结束,没有循环
  • Packeting steering

包处理逻辑

如下图所示,基于内核的eBPF程序处理包,每个 RX 队列分配一个CPU,且以每个网络包一个Page(packet-page)的方式避免分配skbuff。

与DPDK对比

相对于DPDK,XDP具有以下优点

  • 无需第三方代码库和许可
  • 同时支持轮询式和中断式网络
  • 无需分配大页
  • 无需专用的CPU
  • 无需定义新的安全网络模型

示例

缺点

注意XDP的性能提升是有代价的,它牺牲了通用型和公平性

  • XDP不提供缓存队列(qdisc),TX设备太慢时直接丢包,因而不要在RX比TX快的设备上使用XDP
  • XDP程序是专用的,不具备网络协议栈的通用性

参考资料