1、DPDK特点
DPDK全称为Date planedevelopment kit，是一个用来进行包数据处理加速的软件库。与传统的数据包处理相比，DPDK具有以下特点：
1) 轮询：在包处理时避免中断上下文切换的开销，
2) 用户态驱动：规避不必要的内存拷贝和系统调用，便于快速迭代优化
3) 亲和性与独占：特定任务可以被指定只在某个核上工作，避免线程在不同核间频繁切换，保证更多的cache命中
4) 降低访存开销：利用内存大页HUGEPAGE降低TLB miss，利用内存多通道交错访问提高内存访问有效带宽
5) 软件调优：cache行对齐，预取数据，多元数据批量操作
DPDK不是网络协议栈，不提供二层，3层转发功能，不具备防火墙ACL功能。
2、DPDK多队列收发包
DPDK中，通过将网卡的某个接收队列分配给某个核，从该队列中收到的所有报文都应当在该指定的核上处理结束，不同的核操作不同的队列。
目前可以通过RSS(接收方扩展)把数据包分配到不同的队列中，该机制根据关键字通过哈希函数计算出哈希值，再有哈希值确定队列。不同的数据包类型具有不同的关键字，例如IPv4 UDP四元组（源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号）。
另一种是Flow Director技术，根据包的字段精确匹配，查找Flow Director表项，将其分配到某个特定队列。
DPDK中可以采用RSS来负载均衡，将报文发到多个核上，同时使用Flow Director将控制报文分配到指定的队列上，使用单独的核来处理
3、DPDK的优势
DPDK拦截中断，不触发后续中断流程，并绕过协议栈，通过UIO技术将网卡收到的报文拷贝到应用层处理，报文不再经过内核协议栈。减少了中断，DPDK的包全部在用户控件使用内存池管理，内核控件与用户空间的内存交互不用进行拷贝，只做控制权转移，减少报文拷贝过程，提高报文的转发效率。
DPDK核心技术如下：
（1）通过UIO技术将报文拷贝到应用空间处理
（2）通过大页内存，降低cache miss ，提高命中率，进而cpu访问速度
（3）通过CPU亲和性，绑定网卡和线程到固定的core，减少cpu任务切换
（4）通过无锁队列，减少资源竞争
4、DPDK关键技术
1、hugepage：使用大页缓存支持来提高内存访问效率。
为实现物理地址到虚拟地址的转换，Linux一般通过查找TLB来进行快速映射，如果在查找TLB没有命中，就会触发一次缺页中断，将访问内存来重新刷新TLB页表。Linux下默认页大小为4K，当用户程序占用4M的内存时，就需要1K的页表项，如果使用2M的页面，那么只需要2条页表项，这样有两个好处：
第一是使用hugepage的内存所需的页表项比较少，对于需要大量内存的进程来说节省了很多开销，像oracle之类的大型数据库优化都使用了大页面配置；
第二是TLB冲突概率降低，TLB是cpu中单独的一块高速cache，一般只能容纳100条页表项，采用hugepage可以大大降低TLB miss的开销。
DPDK目前支持了2M和1G两种方式的hugepage。通过修改默认/etc/grub.conf中hugepage配置为:
default_hugepagesz=1Ghugepagesz=1Ghugepages=32isolcpus=0-22
· 1然后通过
mount –t hugetlbfs nodev /mnt/huge就将hugepage文件系统hugetlbfs挂在/mnt/huge目录下，然后用户进程就可以使用mmap映射hugepage目标文件来使用大页面了。测试表明应用使用大页表比使用4K的页表性能提高10%~15%
2、UIO,PMD，用户态轮询驱动，可以减小上下文切换开销，方便实现虚拟机和主机零拷贝zerocopy。
当前Linux操作系统都是通过中断方式通知CPU来收发数据包，我们假定网卡每收到10个数据包触发一次软中断，一个CPU核心每秒最多处理2w次中断，那么当一个核每秒收到20w个包时就占用了100%，此刻它无法做其它任何操作。
DPDK针对Intel网卡实现了基于轮询方式的PMD（Poll ModeDrivers）驱动，该驱动由API、用户空间运行的驱动程序构成，该驱动使用无中断方式直接操作网卡的接收和发送队列（除了链路状态通知仍必须采用中断方式以外）。目前PMD驱动支持Intel的大部分1G、10G和40G的网卡。
PMD驱动从网卡上接收到数据包后，会直接通过DMA方式传输到预分配的内存中，同时更新无锁环形队列中的数据包指针，不断轮询的应用程序很快就能感知收到数据包，并在预分配的内存地址上直接处理数据包，这个过程非常简洁。
如果要是让Linux来处理收包过程，首先网卡通过中断方式通知协议栈对数据包进行处理，协议栈先会对数据包进行合法性进行必要的校验，然后判断数据包目标是否本机的socket，满足条件则会将数据包拷贝一份向上递交给用户socket来处理，不仅处理路径冗长，还需要从内核到应用层的一次拷贝过程。
dpdk利用uio支持，提供应用空间下PMD驱动程序的支持，也就是说网卡驱动是运行在用户空间的，减下了报文在用户空间和应用空间的多次拷贝。
3、利用LINUX亲和性支持，把控制面线程及各个数据面线程绑定到不同的CPU核，节省了线程在各个CPU核来回调度。
多线程的初衷是提高整体应用程序的性能，但是如果不加注意，就会将多线程的创建和销毁开销，锁竞争，访存冲突，cache失效，上下文切换等诸多消耗性能的因素引入进来。
为了进一步提高性能，就必须仔细考虑线程在CPU不同核上的分布情况，这也就是常说的多核编程。多核编程和多线程有很大的不同：多线程是指每个CPU上可以运行多个线程，涉及到线程调度、锁机制以及上下文的切换；而多核则是每个CPU核一个线程，核心之间访问数据无需上锁。为了最大限度减少线程调度的资源消耗，需要将Linux绑定在特定的核上，释放其余核心来专供应用程序使用。
同时还需要考虑CPU特性和系统是否支持NUMA架构，如果支持的话，不同插槽上CPU的进程要避免访问远端内存，尽量访问本端内存。
4、提供内存池和无锁环形缓存管理，加快内存访问效率。多个收发包集中到一个cacheline，在内存池中实现，无需反复申请和释放。
5、DPDK优化
要提高网路报文转发，从如下几个方面着手：
1.控制层留给Linux做，其它数据层全部由应用程序来处理。
2.减少系统调度、系统调用、系统中断，上下文切换等
3.摒弃Linux内核协议栈，将数据包传输到用户空间定制协议栈
4.使用多核编程技术替代多线程，将OS绑在指定核上运行
5.针对SMP系统，使CPU尽量使用所在NUMA系统节点的内存，减少内存刷写
6.使用大页面，减少访问
7.采用无锁技术解竞争