Nätverksstacken F-Stack 2.0 har publicerats, som fungerar i användarutrymmet.

Projektet F-Stack 2.0 har släppts, vilket utvecklar en version av nätverksstacken FreeBSD, anpassad för avskild drift i användarutrymmet som ett bibliotek. Projektet skapades av Kinas största telekommunikationsföretag Tencent och används i deras produkter och tjänster. Koden är skriven i C och distribueras under BSD-licensen. Stöd ges för drift i både Linux och FreeBSD. Projektet stöder även översatta versioner av Nginx 1.28 och databashanteraren Redis 6.2.6, som visar prestanda över det normala i distributioner som körs ovanpå systemets nätverksstack.

F-Stack gör det möjligt att använda en egen lokal nätverksstack i applikationer, oberoende av operativsystemets nätverksstack, som fungerar i användarutrymmet och direkt interagerar med nätverksutrustningen. F-Stack positioneras som en lösning för att öka prestandan hos nätverksbegäran, när den inbyggda TCP/IP-stacken i Linux-kärnan blir en flaskhals och begränsar skalbarheten. Teoretiskt sett kan F-Stack nå den maximala nätverkskapaciteten som är möjlig för det använda nätverkskortet, och i vissa situationer tillåter det en kraftig ökning av antalet hanterade små nätverksförfrågningar.

Prestandaökningen uppnås genom att utesluta operationer som kopiering av nätverkspaket, schemaläggning av trådar, avbrottshantering och anrop till systemanrop. För interaktion med nätverkskortet, utan att gå via operativsystemets kärninterfacer, används ramverket DPDK (Data Plane Development Kit), som utvecklar ett bibliotek för låg nivå arbete med nätverksadaptrar. DPDK möjliggör att minska overhead och passa in i minimiantalet CPU-cykler vid mottagning eller sändning av nätverkspaket.

Funktionaliteten i TCP/IP-stacken motsvarar nätverksstacken i FreeBSD 15 och har separerats från detta operativsystem till ett oberoende bibliotek. För utveckling av applikationer kan man använda standard-API:et POSIX (socket, epoll, kqueue) eller ett eget programmeringsgränssnitt baserat på mikrotrådar, vilket förenklar skapandet av nätverksapplikationer och gör det möjligt att undvika komplex logik för asynkron hantering av förfrågningar. Det är möjligt att använda med oförändrade applikationer genom inläsning via LD_PRELOAD.

De mest märkbara förändringarna i den nya versionen:

• Komponenterna i nätverksstacken har uppdaterats till status FreeBSD 15 (tidigare användes FreeBSD 13).
• En trådhanteringsläge (thread_mode=1) har implementerats i en process, vilket kompletterar det tidigare tillgängliga flervalsläget.
• En lättviktsdriftmode (primary_slim) har lagts till, där huvudprocessen bara utför grundläggande uppgifter för initiering och samordning, medan paketmottagning och köhantering (rx/tx) bara utförs av dotterprocesserna.
• Stöd för hårdvaruaccelerationsmekanismen har lagts till.
  TSO (TCP Segmentation Offload) för att utföra sammanslagning av paketoperationer på nätverkskortet, med möjlighet att återgå till programvaruimplementering. Stödet för TSO (TCP Segmentation Offload, överföring av paketsegmentbehandling till nätverkskortet) för IPv6 har förbättrats.
• Möjlighet att ändra MTU (Maximum transmission unit) har lagts till och stöd för jumbo-ramar har implementerats.
• Möjligheterna för hantering av hårdvaruaccelerationen av kontrollsummor för skickade paket har utökats.
• Funktionen ff_zc_recv() för att ta emot data utan mellanliggande buffring (zero-copy) har lagts till. Denna funktion har reviderats och ff_zc_send() för sändning har optimerats och kompletterats. stöd för IPv6. funktionen ff_rss_check().
• Alternativet FF_KERNEL_COEXIST har lagts till för att fungera tillsammans med nätverksstacken i kärnan.
• Möjlighet att spara trafikinformation i pcap-dumpar med nanosekundprecision har tillhandahållits.
• Nya parametrar idle_loop_interval, extra_eal_args, drain_ring_size, reload_heartbeat_timeout_ms och reload_udp_idle_ms har lagts till i config.ini.
• I den specialiserade versionen av nginx har stöd för omstart av konfigurationen och uppdatering av binärfilen utan avbrott i anslutningar (graceful_reload=1) implementerats.

Källa: opennet.ru