硬件加速数据包处理实战方案

📚 共计 30 章节
01
硬件加速概述
为什么需要硬件加速?CPU处理瓶颈、典型场景 (NFV、5G UPF、网络安全)
概念背景
02
硬件加速平台选型
FPGA vs. SmartNIC vs. DPU,各平台优缺点对比
选型对比
03
数据包处理基础
以太网帧结构、IP头、TCP/UDP头解析,校验和计算
协议解析
04
DPDK入门
DPDK架构、UIO/VFIO驱动、大页内存配置、lcore绑定
DPDK配置
05
DPDK核心库
EAL初始化、mbuf管理、ring缓冲区、mempool池化
核心内存
06
DPDK收发包流程
rte_eth_rx_burst / rte_eth_tx_burst,零拷贝原理
收发包零拷贝
07
DPDK转发应用
L2转发、L3转发、ACL过滤实战
转发实战
08
DPDK性能调优
CPU隔离、NUMA感知、缓存行对齐、批量处理
调优性能
09
P4语言入门
P4抽象模型、头定义、解析器、匹配-动作表
P4语言
10
P4编程实战
编写一个简单的L2交换机P4程序
编程交换机
11
P4与DPDK集成
P4->DPDK后端编译,运行P4程序
集成DPDK
12
P4与FPGA集成
P4->NetFPGA SUME,Vitis NetP4流程
FPGANetP4
13
Open vSwitch硬件卸载
OVS-DPDK、OVS-TC offload、OVS-FPGA
OVS卸载
14
Virtio与vhost-user
半虚拟化IO原理,vhost-user加速VM网络
虚拟化vhost
15
VPP (Vector Packet Processing)
VPP架构、node图、plugin开发
VPP向量
16
VPP实战
构建一个VPP插件实现自定义NAT
插件NAT
17
FD.io与TREX
TREX流量发生器,性能测试方法论
测试TREX
18
SmartNIC架构
BlueField、Corigine、Netronome,卸载引擎
SmartNIC架构
19
SmartNIC编程
利用DOCA SDK实现数据包过滤
DOCA过滤
20
FPGA数据包处理
NetFPGA SUME平台,OpenNetFPGA框架
FPGANetFPGA
21
FPGA Verilog/HLS实现
MAC层接收、IP校验和、UDP解析
VerilogHLS
22
DPU (Data Processing Unit)
DPU vs CPU vs GPU,DPU应用场景
DPU对比
23
DPU编程模型
NVIDIA DOCA、Intel IPU、AMD Pensando
编程生态
24
硬件卸载实战
将OVS流表卸载到SmartNIC
卸载流表
25
5G UPF硬件加速
N3/N6接口,GTP-U封装卸载
5GUPF
26
网络安全硬件加速
IPSec、TLS、DPI硬件卸载
安全卸载
27
RDMA与数据包处理
RoCEv2、InfiniBand,RDMA与DPDK对比
RDMA高速
28
可编程交换机
Tofino芯片、P4Runtime、gNMI
TofinoP4Runtime
29
性能基准测试
吞吐量、延迟、CPU占用率,测试工具对比
基准指标
30
综合实战
构建一个端到端硬件加速数据包处理流水线
项目综合