小包的效率问题解答

lsz8425

小包转发效率低下，这既不是SYN问题，也与QUEUE无关，根源在于：
   1、 操作系统对大量随机中断（interrpt）的性能低下：PC体系架构的系统中，网卡接收数据（RECV）基于中断机制（IRQ）。以前窄带时代带宽小，每秒产生IRQ次数少，占用CPU处理资源也就少。在宽带环境下，当每秒IRQ数量达到10K以上时，CPU就忙不赢了。
    2、操作系统从kernel到user-space的内存复制（copy）效率低下。

    为解决IRQ处理瓶颈，现代操作系统改变了网卡的IRQ处理机制，提高了网络处理效率：
    提高网络性能的几种技术
1、FreeBSD下的device polling
        关闭网卡的中断方式，使用轮循方式收发报文，可以大大提高小包（如syn flood,udp flood)下的路由性能和路由器的稳定性,提升率可以超过100M线速。
2、Linux2.6下的NAPI(New API)
        关闭网卡的中断方式，使用轮循方式收发报文，可以大大提高小包（如syn flood,udp flood)下的路由性能和路由器的稳定性,提升率可以超过100M线速，但远低于FreeBSD下的decice_polling。
3、Linux下的Timer_based网卡驱动程序（Tuplit网卡）
        关闭网卡的中断方式，使用基于网卡上定时器进行定时查询方式收发报文，可以大大提高小包（如syn flood,udp flood)下的路由性能和路由器的稳定性,提升率可以超过100M线速，但远低于FreeBSD下的decice_polling。
4、Linux下的NAPI和Circular Buffer技术（DMA—user_space技术）
        关闭网卡的中断方式，使用轮循方式收发报文，可以大大提高小包（如syn flood,udp flood)下的路由性能和路由器的稳定性,提升率可以超过1000M线速，略高于FreeBSD下的decice_polling。
        使用Circular Buffer技术的NAPI由libpcap_MMAP网络库文件包实现，它将网卡上的数据包通过DMA方式直接copy到user-space而无须绕道kernel，大大提高效率。可惜的是，目前linux还未正式采用此技术，也未得到完备测试。

    目前做得最好的、最稳定成熟的应该算FreeBSD4.10以后的版本。据测试，未启用device polling前64byte小包的转发速率只能达到20Mbps带宽（CPU100%），启用后则可达到600Mbps(cpu5%)；对于大包则可达990Mbps（cpu5%）。

    本人经长期测试、使用，证明使用FreeBSD device polling＋OpenBSD的IPF的SYN保护，可保证在大量SYN攻击（400K包/秒）下CPU只2％，且系统正常工作。

以下为参考资料：
1、Circular Buffer
        http://www.ntop.org/
2、使用Circular Buffer和NAPI的网卡驱动（e1000）：
        http://sourceforge.net/projects/e1000/
3、DAG
        http://dag.cs.waikato.ac.nz/
4、Device Polling Support for FreeBSD
        http://info.iet.unipi.it/~luigi/polling/

vipe

讲挨话的，呵呵

yunq

LZ说了那么多，ros该如何设置？

专卖精品

ROS采用的是现代的操作系统吗？

楼主好像没有解答这个问题哦

fyl2002

首先要感谢楼主在这方面的成就与贡献,然后就是,楼主,你跑题了吧?我们要ROS!

phenix3344

不错，支持楼主！！！

breathnet

理论性太强，只顶看不下，希望能结合实践些