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作者 |余年兵(渔滨)
来源 |凌云时刻（微信号：linuxpk）
云网路构架
云计算从9年前被指责为新瓶装旧酒，到经过多年的高速发展，正在成为水电煤一样的基础设施。云网路建立在化学网路之上，为云计算提供灵动、智能的网路连结。云网络的功耗跟稳定性是云估算的基石。
VPC是云网路的基础，VPC的基础组件主要包括2部份：Gateway 和 vSwitch。
Gateway是VPC的流量入口，负责内网／专线跟跨region流量的凝聚跟分发。vSwitch负责ECS的虚拟交换，和Gateway一起为顾客搭建一张虚拟专用网。
阿里云网络阿里云网络，DPDK也可以适于其它的CPU构架，比喻说ARM跟Power。DPDK运行在用户态，通过大页／轮询／CPU亲和性等技术，达到提高显存拷贝／减少cache miss／减少中断读取／减少进程跟句柄切换等优化目标，进而实现CPU软转发的功耗优化。
在DPDK出现之前，软转发一般是选用带加快引擎的NP，x86主要适于控制。DPDK出现以后，基于x86的转发从内核态迁移至用户态，性能有了急剧增强。
阿里是最早把DPDK产品化的公司之一，目前阿里云网路的各个组件早已全面切至DPDK。以vSwitch为例，通过DPDK，vSwitch的功耗得到了数倍的增强。
软硬一体化
基于CPU的软转发主要面临2个问题：一是CPU的单core功耗难题，在大流跟防御场景下比较容易被打爆，导致故障；二是CPU的摩尔定律逐渐失效，CPU的速率跟核数提高空间越来越小，靠CPU软转做逐步功耗增强的空间有限。
以太网的插口速度正在急速发展中，25G NRZ早已普及，50G PAM4早已成熟，单模块400G早已成为现实。PCIE的插口频率也在迅速发展中，单lane 16Gb的PCIE Gen4还未规模上线，单lane 32Gb的PCIE Gen5的规范早已公布。
随着云计算的发展，云网络的流量出现了爆发式下降。游戏／视频／NFV化对ECS网路功耗提出了更高的要求，vSwitch的网路正在朝百Gbps踏入。混合云的发展带给了专线跟跨region流量的增长，Gateway的流量正在朝百Tbps踏入。
为了提高云网络的功耗跟稳定性，满足云估算的技术发展需求跟业务发展需求，阿里云网路团队对VPC的基础组件做了全链路的软硬一体化设计，Gateway以超大流量+百万表项为目标，vSwitch以超大表项+百Gbps为目标。经过一年多的努力，2款产品都已顺利上线，提升了阿里云网路产品的核心竞争力。
网络的业务可以理解为各类route + ACL的组合，一次信令转发要经过多次表项查找跟head update。快慢速分离的思路就是使Slowpath负责复杂的业务逻辑，首包上赠Slowpath生成Session/Flow，后续信令就不需要把整个业务步骤再走一遍，直接在Fastpath里基于Session/Flow做Match/Action，提升转发功耗。
软转发里，快慢速都是通过CPU实现的。为了提高vSwitch的功耗跟稳定性，阿里云网路团队经过一年多的努力，成功通过AISC实现了Fastpath的硬件化。
通过硬件化，vSwitch的功耗对比软转发提高了10倍以上，延时急剧减少。
