突破170G，信创AD如何把性能做到更「高」

在信创建设的大环境下，不少用户在落地实践上仍有顾虑——“同样价格的设备，国产核心技术的设备性能不如国外核心技术的设备性能高。”

一方面是担心硬件芯片侧自身存在性能瓶颈，另一方面则是过去的软件、操作系统与信创硬件之间缺乏深度适配与调优，未完全发挥硬件潜力。

深知用户疑虑，深信服应用交付AD经过数年全情投入，打磨信创能力，正式推出超过170G档的信创盒式设备，覆盖从10G到170G性能级别的全档位需求，满足用户在核心业务承载中的超高性能需求。

今天，我们来详细剖析，在达成170G性能级别的路上，信创AD是如何精细打磨并优化技术细节，真正做到信创高性能。

面向信创CPU的高并行技术+数据面和管理面分离

充分发挥信创CPU性能潜力

信创CPU普遍具有核数较多的特点，这对软件的并发处理能力提出了更高要求，深信服AD在信创环境下实现全应用层架构，并实现了完全并发无锁的数据处理技术。

数据传输分为物理层、内核层、应用层，默认情况下，数据从物理网卡逐层传递到业务应用。一般的负载均衡产品会在内核层以模块的形式开发业务，或者直接在内核层修改代码以实现自身业务逻辑，在这种方式下，数据传输过程中会发生多次数据交换和上下文交换，造成数据传输过程中不必要的性能损耗。

AD通过将数据面和管理面分离，提升可靠性的同时，降低数据处理过程中因管理面打断导致的运行环境切换，提升数据面传输的效率，降低数据转发过程中的性能损耗。

跨过内核层的应用层驱动技术

减少硬件层和内核层对应用层的上下文切换和打断

数据面采用纯应用层架构，硬件通过应用层驱动接管，不再走内核中断，避免了内核和应用层的上下文切换，也减少了硬件中断对正在执行的流程的打断。所有数据处理流程实现自主控制，协议栈可以做到高度优化。

全栈无锁技术

保证下发流程不影响数据面数据转发性能

控制面和数据面使用全栈无锁技术，保证配置下发流程的原子性，且不对数据面造成任何性能影响。同时，同一个事务在同一个数据进程处理，避免多核无锁操作。

数据面与管理面分离

保证数据在转发过程中不被其他管理任务干扰

控制面和数据面分离，控制面负责配置下发和其它控制流程，控制面阻塞不影响数据面转发数据。数据面只做数据的转发处理，不做任何耗时的动作，甚至系统调用都避免使用，保证数据低延迟转发。

DMA技术+数据高性能改造

信创AD实现数据转发“全栈零拷贝”

Linux系统中，内存拷贝是比较耗时的操作，采用零拷贝技术则是常用的优化手段。不少厂商会直接采用成熟的DMA（Direct Memory Access）技术来实现设备各组件之间的拷贝，如硬件网卡到内存之间的拷贝，但是DMA仅适用于不同硬件之间交换数据时进行数据拷贝，而设备内部的数据拷贝则必须依赖CPU进行。例如，内核层与用户层数据之间的拷贝（内存内部的拷贝）依旧需要由CPU来负责。

为了保证在信创环境下性能不折损，信创AD通过DMA技术+数据高性能改造的方式，实现内存到其他硬件组件之间的数据零拷贝，还通过数据改造的形式实现了各协议层之间的数据零拷贝。全栈零拷贝，最大程度释放CPU压力。

DMA技术

实现其他组件与内存之间的零拷贝

硬件网卡接收到数据包后，DMA技术可实现网卡硬件到内存之间的数据拷贝。通过DMA控制器取代CPU完成硬件网卡到内存之间的数据拷贝，这个过程中，CPU只起到管理作用，无需耗费资源处理拷贝动作。

数据高性能改造

实现各层协议内存之间的零拷贝

网卡硬件NIC通过DMA技术上送到应用层驱动、路由框架、TCP协议栈、SSL协议栈、HTTP协议栈，通过数据性能改造的方式一直复用，保证数据协议处理过程中不使用任何拷贝。

在高性能加持之下，信创AD还保持着成熟的稳定性，全自研应用层网络协议栈+DPDK技术、丰富的自研应用层调试接口及工具、自研混沌测试平台D-TaaS，保证高并发、大吞吐等复杂场景下核心业务的稳定运行。

而在过硬的技术实力之上，AD积极推进信创生态的建设，现已完成与银河麒麟、中标麒麟、兆芯、飞腾、海光、华胜信泰、东方通、中创等国内主流操作系统、CPU、中间件的广泛兼容适配。

截至目前，深信服信创AD已经服务超220+用户，包含95家金融、109家政府、20余家大型企业，具备丰富的实践经验。在自主创新的道路上，信创AD始终坚持对核心技术能力的升级、拥抱多元的信创生态。在优化性能的同时，通过技术创新持续提升产品软硬件可靠性，为用户打造在信创环境下更全面、立体化的应用交付解决方案。

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