🥇Издание на мрежовия стек F-Stack 1.24, изпълнявано в потребителското пространство

Публикувана мрежовата стек F-Stack 1.24, представляваща редакция на мрежовата стек FreeBSD, работеща в потребителското пространство и използваща фреймуърка DPDK за постигане на максимална производителност. Проектът е създаден от най-голямата телекомуникационна компания в Китай Tencent и се използва в нейните продукти и услуги. Кодът е написан на езика C и се разпространява под лиценз BSD. Поддържа работа в Linux и FreeBSD.

F-Stack позволява на приложенията да използват собствен локален мрежов стек, независим от мрежовия стек на операционната система, работещ в потребителското пространство и директно взаимодействващ с мрежовото оборудване. F-Stack е позициониран като решение, което повишава производителността на обработчиците на мрежови заявки в ситуации, когато стандартният TCP/IP стек на Linux ядрото е тясно място и ограничава мащабируемостта — в някои случаи проектът дава възможност многократно да се увеличи броят на обработваните малки мрежови заявки. Теоретично, F-Stack позволява достигане на максималната мрежова производителност, която е възможна за използваната мрежова карта.

Увеличението на производителността се постига чрез изключване на операции като копиране на мрежови пакети, планиране на потоци, обработка на прекъсвания и прилагане на системни повици. За взаимодействие с мрежовата карта, заобикаляйки интерфейсите на ядрото на операционната система, се използва фреймуъркът DPDK (Data Plane Development Kit), развиващ набор от библиотеки за ниско ниво работа с мрежови адаптери. DPDK позволява да се намалят разходите и да се вместят в минимално количество цикли на CPU при приемане или изпращане на мрежови пакети.

Функционалността на TCP/IP стека съответства на мрежовия стек FreeBSD 13 и е отделена от тази операционна система в независима библиотека. За разработка на приложения може да се използва стандартният API POSIX (socket, epoll, kqueue) или собствен интерфейс на базата на микропотокове, който опростява създаването на мрежови приложения и позволява избягване на сложната логика на асинхронната обработка на заявки.

Проектът поддържа редакции на многопротоколи, преведени за използване с F-Stack. сървър Nginx 1.25.2 и СУБД Redis 6.2.6 демонстрират производителност над нормалните версии, работещи върху системния мрежов стек.

Най-забележимите промени в новата версия:

В конфигурационния файл config.ini е предоставена възможност за избор между използване на KNI (Kernel NIC Interface) и virtio_user като транспорт за пренос на пакети между ядрото и приложението за обработка на пакети, базирано на DPDK. Добавена е възможност за използване на ratelimit за KNI.
Добавена е поддръжка за включване на настройката на мрежовия стек «net.add_addr_allfibs=1» за добавяне на адреси във всички таблици за маршрутизация.
Добавен е API ff_get_traffic за получаване на трафик, например за реализиране на QoS (Quality of Service).
Добавени са функции pthread_create и pthread_join, наподобяващи подобни функции от POSIX.
Добавен е API ff_dpdk_raw_packet_send за изпращане на raw-пакети директно от приложението през DPDK, а не чрез сокет.
Реализирана е поддръжка за автоматична настройка на VLAN, маршрутизиране и policy routing.
Извършен е преход към версия DPDK 22.11.6 LTS.
В реализацията на Nginx над F-Stack е добавена поддръжка на модула stream.

Източник: opennet.ru

Пускането на мрежовия стек F-Stack 1.24, реализиран в пространството на потребителя