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文 / 陆扬、施威
01 背景概述
随着数据中心网络带宽的大幅晋升和时延的一直降落，传统基于以太网的 TCP 协定栈面临着新的挑战。此时传统的以太网卡和 TCP 协定栈已不能满足其对于网络吞吐、传输时延和增效降本的要求。与此同时云、硬件厂商提供了高性能 DPU 解决方案，因而须要一个高性能的软硬协同网络协议栈，对下适配 DPU 并充分发挥硬件性能，对上撑持大规模云上利用场景，开发部署和运维敌对，兼容支流的云原生等业务架构。
02 技术计划
共享内存通信 SMC 是由 IBM 首次奉献至 Linux 社区，并由龙蜥社区加强和保护的软硬协同的高性能协定栈。针对不同的规模场景、硬件和利用模型，SMC 提供多位一体的计划以解决以后传统协定栈的问题：
- 借助云厂商 VPC 或者数据中心 RDMA，实现不同规模和场景下的高性能通信，撑持不同的业务规模和场景。
- 兼容 RDMA verbs 生态，实现协定栈卸载至硬件，晋升网络性能，升高 CPU 资源应用，反对多种硬件。
- 通明替换网络应用，SMC 齐全兼容 TCP socket 接口，并可疾速回退 TCP。
- 应用对立高效的共享内存模型，借助硬件卸载实现高性能的共享内存通信。
03 技术劣势
1、通明减速传统 TCP 利用，对于应用程序、运行环境镜像、部署形式无侵入，对 DevOps 和云原生敌对。
2、DPU 软硬协同的网络协议栈，更高的网络性能和更低的资源应用。
3、Linux 原生反对的标准化、开源的网络协议栈，SMC-R 实现自 IETF RFC7609，由社区独特保护。
04 利用场景
SMC 是一个 Linux 内核原生反对的通用高性能网络协议栈，反对 socket 接口和疾速回退 TCP 的能力，任何 TCP 利用均可实现通明替换 SMC 协定栈。因为业务逻辑与网络开销占比的差别，不同利用的减速收益存在差别。上面是几个典型的利用场景和业务最佳实际：
- 内存数据库，Redis 和局部 OLAP 数据库，Redis QPS 最高晋升 50%，时延降落 55%。
- 分布式存储系统，云原生分布式存储 Curve 在 3 volume 256 depth randwrite 场景下性能晋升 18.5%。
- Web service，NGINX 长链接下 QPS 最高晋升 49.6%，时延降落 55.48%。
总的来说，应用 SMC 协定栈能够进步 TCP 利用的性能，缩小时延，进步 QPS，并且不须要批改利用程序代码。然而，减速成果受到业务逻辑和网络开销占比的影响，不同利用的减速成果存在差别。在一些特定的利用场景下，如高性能计算，大数据等，应用 SMC 协定栈可能带来显著的性能晋升。
相干浏览：
系列解读 SMC-R（一）：通明无感晋升云上 TCP 利用网络性能
系列解读 SMC-R (二)：交融 TCP 与 RDMA 的 SMC-R 通信
性能晋升 57%，SMC-R 通明减速 TCP 实战解析
性能通明晋升 50%！SMC + ERDMA 云上超大规模高性能网络协议栈
附：
2022 龙蜥社区全景白皮书（或关注公众号回复关键字“白皮书”获取）
https://openanolis.cn/assets/static/openanoliswhitepaper.pdf
—— 完 ——
