面试官喜欢问的项目——DPVS

面试的时候问的很多问题是关于计算机网络的，而网络中的负载均衡问题又是重中之中，笔者曾经面试大厂的时候就被面试官虐的体无完肤，所以提前掌握了负载均衡问题，并且在此基础上掌握DPVS项目就能跟面试官拼一拼 : )
DPVS是爱奇艺开源的用户态高性能负载均衡项目，将传统的内核 LVS基于 DPDK改造而成。

CDN中的技术

CDN本质上是分布式缓存服务器，其中很重要的就是负载均衡。说起负载均衡，准备过后端面试的同学肯定背的滚瓜烂熟了：四层负载均衡LVS，七层负载均衡nginx。没记住的没关系，赶紧记笔记。LVS一个阿里的传奇人物写的，被纳入了linux源码。

why CDN

为什么提CDN呢？原因就是CDN将负载均衡用到了极致。简单介绍一下吧。首先我们用浏览器输入一个网址，浏览器会拿着这个网址的域名向DNS服务器做DNS解析，DNS解析的结果不一定是个IP地址，也可以是CNAME即另一个域名，然后浏览器继续DNS解析，直到得到A记录即IP地址。CDN厂商就能在此做文章了。举个栗子，小白访问了http://www.baidu.com，浏览器第一次DNS得到的是http://www.baidu.com.cdn.com，这个是百度公司在他的域名服务器上配置的，百度买了http://cdn.com公司的服务，浏览器第二次请求http://www.baidu.com.cdn.com，这个域名解析服务交给了CDN厂商http://cdn.com公司的服务器，这个服务器根据小白的源IP地址，确定了小白的地理位置在北京市海淀区，用的是电信宽带，根据算法取一个离小白最近的机房的IP返回给了浏览器作为http://www.baidu.com的最终目的IP，浏览器用这个IP发送http请求，发到了CDN厂商的服务器上，服务器不是一台设备，是一个大机房，公用一个IP，到底那个机器提供服务就取决于负载均衡算法。负载均衡主要有两层，首先是传输层的负载均衡，用了LVS；其次是应用层的负载均衡，用了nginx。决定出给小白服务的机器，请求也就到了那个机器上，这个机器可以理解成一个缓存硬盘，发现有http://www.baidu.com，就直接回给小白，不让就代替小白向百度请求http://www.baidu.com，保存下来，并且返回给小白。这就是CDN的大致流程。

LVS——CDN的宝剑

LVS的中文译文是Linux虚拟服务器，是中国前阿里程序员写的，内核代码里能找到，可见他的牛逼之处。同iptables一样，是基于内核的netfilter框架实现的，不得不佩服内核结构化设计如此巧妙。篇幅有限，但是非常重要，请读者自行使用搜索引擎学习。

基于DPDK的用户态LVS——DPVS

DPVS的优势

为了达到高性能，使用了多种不同技术

绕过内核（在用户空间实现）
每个cpu的关键数据无共享（无锁）
RX控制和CPU亲合性绑定（避免上下文切换）
批处理TX / RX
零拷贝技术（避免数据包拷贝和系统调用）
轮询替换中断
高性能ICP的无锁信息
其他技术由DPDK加强

今天不想写了，先写点安全相关的

强大的DDoS高防功能——synproxy

功能初始化 dp_vs_synproxy_init()

int dp_vs_synproxy_init(void)
{
     //初始化随机数g_net_secret
     //初始化一个每分钟增1的随机数g_minute_count
     //申请ack_mbufpool
}

收到客户端的syn包处理 dp_vs_synproxy_syn_rcv()

int dp_vs_synproxy_syn_rcv(int af, struct rte_mbuf *mbuf,
        const struct dp_vs_iphdr *iph, int *verdict)
{
     /* 查询是否有服务
     1. 没有服务接收包
     2. 有服务没有realserver丢弃包
     3. 源ip在服务的黑名单丢弃包

     /* 核心函数
     1. 设置tcp options  syn_proxy_parse_set_opts()
     2. 生成cookie  syn_proxy_cookie_v4_init_sequence()
     3. 设置seq和ack
     4. 交换ip和port
     5. 计算校验和
     syn_proxy_reuse_mbuf();

     /* 交换 mac */
     /* 发包 */
     netif_xmit()
}

收到客户端的ack包处理 dp_vs_synproxy_ack_rcv()

int dp_vs_synproxy_ack_rcv(int af, struct rte_mbuf *mbuf,
        struct tcphdr *th, struct dp_vs_proto *pp,
        struct dp_vs_conn **cpp,
        const struct dp_vs_iphdr *iph, int *verdict)
{
     /* 查询是否有服务
     1. 没有服务接收包
     2. 检查是否带数据
     3. 校验cookie
     
     /* 查询负载出的realserver
     dp_vs_schedule()
}

收到realserver的synack包处理dp_vs_synproxy_synack_rcv()

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发现采用DR模式会死锁在dp_vs_synproxy_synack_rcv()，因为单向代理收不到realserver的synack包。后来询问开源项目组成员，得到的回复是syncookie只能用在fullnat模式中。感觉这里可以改进！

现在来从头写吧

main.c 是世界的本源

parse_app_args() dpvs自定义的参数解析函数在dpdk eal解析参数之前先解析dpvs的自定义参数
dpvs_running() 从/var/run/标准守护进程文件中找到dpvs的pid，检查是否有dpvs正在运行
dpvs_state_set(DPVS_STATE_INIT) 设置DPVS状态
获取时间戳，初始化随机树种子
set_allthreadaffinity() 设置主线程跑到所有核上，这个操作是啥神奇操作？主线程在rte_eal_init()会绑到一个核上
rte_eal_init() DPDK的初始化函数，所有DPDK程序都有这个，懂的都懂
rte_timer_subsystem_init() 初始化dpdk计时器子系统
rte_pdump_init() 初始化dpdk抓包
dpvs_scheduler_init() 初始化dpvs工作队列
global_data_init() 初始化dpvs几个全局变量
cfgfile_init() 初始化信号处理函数和从文件中初始化一些字段
netif_virtual_devices_add() 创建bonding网口
dpvs_timer_init() 初始化时间轮 dpvs学习笔记: 6 定时器实现及连接老化超时

转自;https://zhuanlan.zhihu.com/p/336907882