DPVS-6：软件框架简介
DPVS是什么
DPVS是基于DPDK实现的 四层负载均衡器，它是由DPDK + LVS(alibaba/LVS)
简单理解DPDK + LVS = DPVS
它为什么能达到高性能 ？
- Kernel by-pass (用户态实现) ， 源自于DPDK的用户态数据包处理，绕过了内核。
- CPU不共享关键数据(无锁)， 源自于DPDK的无锁模式，线程间无锁通信和同步。
- RX流固定到某一个核心，CPU亲和性， 源自于DPDK 的 RSS， Flow Director，让同一条流始终落在一个worker上即一个核心上， 从而避免多核竞争。
- 批量发送/接收， 源自于DPDK rx_burst / tx_burst 的多个数据包的收发API
- 零拷贝， DPDK rx时，网卡DMA数据到用户内存空间，发送时同理 网卡DMA读取用户空间内的数据包发送。 用户空间使用的大页共享内存
- 轮询代替中断， 传统中断收发包会造成CPU时间浪费，DPDK的 poll mode 模式最大程序利用CPU
- 无锁消息传递， 利用DPDK无锁队列rte_ring_queue实现的 线程间的消息传递。
这7个技术方面，全部是由DPDK带来的。也就是说高性能全部由DPDK带来的。
它的组成
DPVS架构可以分为4个部分： 网络设备管理， 轻协议栈， 负载均衡核心，控制面工具。
网络设备层
设置物理网卡参数地址、设置flow 、 设置隧道、设置vlan、设置kni接口等等
在一些场景下，需要将数据包交给内核处理时，就用到kni接口，数据包交给内核协议栈，这样可以使用一些成熟的网络软件，比如ospf。
轻协议栈
DPDK本身是没有协议栈的，只是收发二层数据包。而传统的LVS在内核中是在netfilter INPUT之后的，也不包含任何协议处理的内容。 所以，这里需要一个轻协议栈。 用来完成基本的协议处理。
主要包括 邻居发现、ICMP、路由协议， LLDP， IP集合管理等。 在负载均衡转发时，最终会落在这个轻协议栈上进行选路，和MAC地址的填充。 而SNAT/DNAT种的IP port的转换工作还是在负载均衡核心层完成。
负载均衡器核心
这里主要是LVS的功能，实现了一系列的负载均衡逻辑，FNAT, DNAT, DR, TUN四种负载均衡模式，同时支持多种负载均衡调度算法，轮询, 加权轮询， 最少连接，一致性哈希等。
在安全上，它提供了TCP SYN-Proxy, 可防止SYN FLood攻击
在可靠性上，它提供了被动后端监测，过滤不可用的服务器
在服务质量上，提供了流量控制功能。
控制面工具
dpip 接口配置工具， ipvsadm 负载均衡服务配置工具 ，它们通过unix socket与DPVS进程通信，下发配置指令。 相应的配置指令到达master worker, master处理完后，通过lcore msg多播给slave workers.
dpvs-agent, 一端用过unix socket与DPVS进程通信，另一端提供Restful API ， 方便外部控制器对DPVS进行统一管理配置。 尤其是在云场景下的负载均衡集群时，统一管理变得十分重要。
keepalived, 可以通过共享内存或unix socket控制管理DPVS。 keepalived负责高可用的逻辑判断，最终还是通过消息通知DPVS执行VIP的漂移、功能的开关。