基于solarflare的openonload技术以TCPDirect方法加速epoll

【前言】基于solarflare的onload模式加速，官方文档给出TCPDirect模式可以实现从300ns到30ns的延迟缩减。我们需要测试在我们的交易模型框架中他的延时，有人给出了tcpdirect加速大约会比onload模式快300ns左右，不是倍数关系，是一个数量差。虽未达如此高速交易，但量化交易，分秒必争。但是tcpdirect有一个缺点就是必须使用它的接口，不像onload只需要安装好加速环境，使用onload模式就可以了。TCPDirect需要拿到源码，并重写底层。

　　我们实现一个类epoll-socket,TCPDirect使用了muxer,实现叫做zocket，进行RTT测试。

一、server端

　　对应epoll，我们使用muxer实现，和epoll接口类似。

　　1、注意后面要释放掉创建的zf_muxer_free(muxer);

　　2、因为我们使用内核旁路技术，不要使用zf_recv()函数，虽然他有返回接收数据的大小，但是他是基于copy的，使用zf_zc_recv()。

　　3、每次在使用接口有数据交换或者使用硬件时，要使用zf_reactor_perform(stack);，因为我们的zocket是运行在一个初始化的stack上的，每次都要用此接口来进行“初始化”，文档这样写的，我也不清楚。

　　4、其他的和epoll不同之处要悉心，比如无需绑定，用zft_listen()绑定，zf_zc_recv和zf_send的存储的数据结构也不相同，下面有我的两种数据的转换存储方式，因为在服务器端需要进行一个转存；

　　5、测试时间的核心程序：

ZF_TRY(zf_muxer_add(muxer, zft_to_waitable(zock), &evs[i]));

 //初始化stack

zf_reactor_perform(stack);

rd1.zcr.iovcnt = 1;

HP_TIMING_NOW(t0);

zft_zc_recv(zock, &rd1.zcr, 0);

if( rd1.zcr.iovcnt == 0 )

    continue;

if( first_recv ) {

    first_recv = 0;

    siov.iov_len = rd1.zcr.iov[0].iov_len;

    memcpy(buf, ((char*)rd1.zcr.iov[0].iov_base),siov.iov_len);

    }

for( int i = 0 ; i < rd1.zcr.iovcnt; ++i ) {

    len3=zft_send(zock, &siov, 1, 0);

    }

    HP_TIMING_NOW(t1);

     //c++11的元组，编译时候可能要加上-std=c++11

    time_v.push_back(std::make_tuple(len3,t1, t0, (t1 - t0)));

    cout<<"服务器发送："<<len3<<"数据："<<buf<<endl;

    zft_zc_recv_done(zock, &rd1.zcr);

二、客户端

　　1、初始化的stack可能会用完，要加上ZF_TRY(zft_send_space(tcp,&send_size));，send_size是一个传出参数，返回tcp连接的栈剩余空间，小于目标大小的时候要判断，然后重新分配，我们仅是实现测试，足够我用；

　　2、测试结果，就在客户端。我们需要发送和其他模式下同样的数据，到server，然后返回，client再收到所用的时间。

　　3、发送和接受和server一样注意，此处无需装换；

　　4、输出结果的代码，使用tuple。mongodb那种nosql可以用这种数据组织方式存储。

std::vector<std::tuple<int, u64_t, u64_t, int>>::iterator it;

for (it = time_v.begin(); it != time_v.end(); ++it) {

     cout << "len=" << std::get<0>(*it) << " --- recv time = " << std::get<1>(*it) << ", send time = " << std::get<2>(*it)

           << ", gap = " << std::get<3>(*it) << endl;

　　　if (it != time_v.begin()) {

          sum += std::get<3>(*it);

          ++num;

        }

    }
#第一个时间是jiffies,要除以本机的cpu主频

std::cout << "avg gap = " << (sum / (num*1.0) ) << endl;
std::cout << "avg gap(ns) = " << (sum / (num*3.4)) << endl;

（关于jiffies和cpu频率的关系:https://www.cnblogs.com/by-dream/p/5143192.html 相除就是时间）

使用tcpdirect在char类型511字节数据上，进行RTT测试，循环1000次的平均用时3444纳秒（3.5微秒）左右。

　　具体和普通socket、使用onload加速的对比：

　　当然，这只是个别。我大约测了10次，平均值大约如此。

三、收获心得

1、学会了初步的gdb- 对于coredump情况调试方法，学会了一些分析错误的思路。

2、tcpdump抓包分析，wireshark分析。

巴特西

基于solarflare的openonload技术以TCPDirect方法加速epoll

一、server端

二、客户端

三、收获心得

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