DPDK系列之二十七DIDO

一、DIDO介绍

随着计算机技术发展，特别是应用技术的快速发展。应用场景对计算机的处理速度几乎已经到了疯狂的地步。说句大白话，再快的CPU也嫌慢。没办法，CPU和IO等技术基本目前都处在了瓶颈之处，大幅度提高，短时间内看不到希望。但是不可以在某些部分进行优化。而DIDO就是这么一项技术。
DIDO，Data Direct I/O，数据直通IO，网上和书上说得比较玄乎，其实就是一句话，缩短数据传输路径，减少数据拷贝次数。它的结果当然是提高敢吞吐量，减少了延迟。在传统的网络通信时，网络报文在到达网卡时，要把数据和相关元数据传输到内存，CPU读内存到Cache，然后进寄存器，处理再原路返回，最终通过网络发走。从上面的分析可以看到，数据不断的在内存和缓存中进行传输，而CPU的处理速度和内存的处理速度以及总线和IO的处理速度，这都是有量级的差别。
那么DIDO如何操作呢？它通过LLC Cache直接和网卡打交道，“不让中间商吃差价”。

二、DIDO的流程

在DPDK中是如何进行DIDO的数据传输呢？看一下读的过程：
1、CPU读取报文和相关元数据，并把内存中的缓冲区预取到Cache中。
2、NIC将传送报文利用DIDO技术，通过PCI总线直接将Cache送到PCI总线。

再看一下写的过程：
1、报文及相关元数据通过总线直接送入Cache中，此时有两种情况：
a、缓存命中，即Cache有此段内存，则直接覆盖写
b、没有，则Cache分配一块区域，更新Cache表，写内容
2、通知报文到达，产生内存读操作，因为Cache原因，直接读Cache，然后发走。

三、DPDK中的应用

在DPDK中，本身就是一种整体上更强于DIDO的优化方式，可以把DPDK当成DIDO的放大版，功能上、数据处理上和传输上都做了一种整体上的DIDO。即从用户态直接处理网卡，而不是绕道内核进行处理。
传统的数据传输：
硬中断——>取数据包分发至内核线程——>软中断——>内核线程在协议栈中处理数据包——>处理完成通知用户层 上层收包——>网络层——>逻辑层——>业务层
DPDK中：
硬中断——>放弃中断流程，用户层从设备映射取数据包——>进入用户层协议栈——>逻辑层——>业务层
DIDO在DPDK中也是一种数据处理手段。

四、总结

DIDO只是一种提高数据传输速度的手法，它更类似于一种工程手段，优化手段，而不是一种技术创新。但无论哪一种，只要达到目的，对于应用来说，都是正确的。现在开发者，其实不但需要技术创新，更要学会这种优化组合技术。毕竟技术创新太难成本也太高，不是一般公司能玩儿的起的。
最近比较忙，事情也多，从这周接起DPDK来。