第01章
网络处理器概述
定义、发展历程、与传统处理器区别、典型应用场景
路由器交换机防火墙
第02章
多核架构基础
SMP/AMP、共享/分布式内存、缓存一致性协议
SMPAMPMESI
第03章
网络处理器硬件架构
数据/控制平面分离、TCAM、哈希引擎、片上互联
硬件加速NoC
第04章
多核编程模型概述
Run-to-Completion · Pipeline · Hybrid 模型对比
RTCPipelineHybrid
第05章
任务划分与负载均衡
静态划分、动态均衡、工作窃取、一致性哈希
Work Stealing一致性哈希
第06章
核间通信机制
共享内存、消息传递、Ring Buffer、Lock-Free队列
MP无锁
第07章
同步与互斥
自旋锁、读写锁、RCU、原子操作、内存屏障
RCU原子操作
第08章
数据平面开发套件(DPDK)
DPDK概述、环境搭建、PMD、大页内存
DPDKPMD
第09章
DPDK多核编程
lcore概念、主从核分工、Run-to-Completion实现
lcore主从核
第10章
DPDK Pipeline模型
pipeline框架、port/table/action、编译与加载
Pipelinetable
第11章
FD.io VPP框架
VPP架构、node图、plugin开发、与DPDK关系
VPPnode图
第12章
VPP多核调度
worker线程模型、负载均衡策略、性能调优
worker调度
第13章
网络协议栈多核优化
TCP/IP并行化、流表设计、Conntrack多核实现
流表Conntrack
第14章
无锁数据结构
无锁栈/队列/哈希表、Hazard Pointer、RCU应用
Lock-FreeHazard
第15章
内存管理优化
内存池、SLAB、NUMA-aware、缓存行对齐
NUMA伪共享
第16章
数据包处理流水线
阶段划分、Bubble问题、深度与吞吐量关系
流水线气泡
第17章
向量化处理
SIMD指令集、批量处理、向量化查表
SIMDBatch
第18章
硬件卸载技术
TSO、RSS、流分类卸载、虚拟化卸载
TSORSS
第19章
虚拟化网络功能(NFV)
NFV架构、SR-IOV、virtio/vhost-user、OVS-DPDK
NFVSR-IOV
第20章
多核调试与性能分析
GDB多线程、perf、VTune、火焰图
perf火焰图
第21章
性能基准测试
RFC2544、吞吐量/时延/丢包、多核线性度
RFC2544基准
第22章
常见性能瓶颈
缓存缺失、TLB抖动、锁竞争、中断风暴
缓存TLB
第23章
案例：软件路由器设计
DPDK路由器架构、路由表、NAT实现
路由器NAT
第24章
案例：深度包检测(DPI)
多核DPI架构、模式匹配并行化、流重组
DPI模式匹配
第25章
案例：负载均衡器设计
四层/七层负载均衡、会话保持多核实现
L4/L7会话保持
第26章
案例：网络入侵检测(NIDS)
Suricata多核、规则匹配并行、流量采集
SuricataNIDS
第27章
高级：可编程数据平面
P4语言、P4与多核NPU、运行时控制
P4可编程
第28章
高级：异构计算
GPU加速、FPGA卸载、SmartNIC架构
GPUFPGA
第29章
高级：确定性网络
TSN、确定性时延、多核调度实时性
TSN实时
第30章
未来趋势
6G网络处理器、AI驱动、云原生、开源硬件
6GAI开源