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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

当今世界,移动互联网对人们生活的影响日益加强,使用各种移动终端访问互联网已经成为一种趋势,同时也带来了海量的移动互联网流量。爆炸式增长的数据给数据采集终端带来巨大的压力,因此有必要研究如何提高Linux环境下的数据包捕获效率,分析Virtio网口性能，进而及时优化网络以及对用户提供有针对性的网络服务。Virtio是基于KVM 等虚拟化平台，半虚拟化 hypervisor 中位于设备之上的抽象层。Virtio 并没有提供多种设备模拟机制（针对网络、块和其他驱动程序），而是为这些设备模拟提供一个通用的前端，从而标准化接口和增加代码的跨平台重用。

国内外研究现状

Virtio是一个通用的IO虚拟化框架，hypervisor通过它模拟出一系列的虚拟化设备，并使得这些设备在虚拟机内部通过Api调用的方式变得可用。它为客户机提供了一个高效访问块设备的方法。它包含4个部分：前端驱动、后端驱动、vring及通信间统一的接口。与其它的模拟IO方式对比，virtio减少了虚拟机的退出和数据拷贝，能够极大地提高IO性能。目前国内外研究难点在于如何直接在用户态从vhost共享的虚拟机网卡缓存区virtio-ring中把网络数据进行读取，然后由snabbswtich实现SR-IOV的物理网卡驱动直接将读到的虚拟机网络数据送到物理网卡上。国内在近几年才提出virtio的应用概念，进而优化虚拟数据传输,相对于国外成熟的半虚拟化技术来说，还只是处于起步探索状态，在虚拟机中的应用还不是太广泛。国外早已将virtio半虚拟化技术应用到各类企业的实际生产操作中，对于数据传输通讯的效果进行了更为优质的改善。

2. 研究的基本内容

对DPDK的目前发展状况进行简单的介绍,分析 DPDK的主要特点及优点，进行DPDK相关配置与测试。然后进一步设计实现基于DPDK的Virtio网卡的性能测试与分析,详细说明系统的各个子模块的具体实现,包括不同节点网卡性能分析、CPU占用率比对，在虚拟机中测试两个虚拟机之间在正常模式和零拷贝模式下通过Virtio网口的吞吐量。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：借阅课题研究相关书籍，网上下载文献并阅读，了解相关技术的发展，明确课题研究方向。进行虚拟机及系统环境安装配置，测试。

进度安排：

1、十二月至一月底，完成虚拟机linux的安装，进行dpdk的环境配置，完成课题研究相关网络环境的搭建。

4. 参考文献

[1]刘禹燕 牛保宁.《半虚拟化框架virtio的网络请求性能优化》[j].太原：太原理工大学. 2018.

[2]李伟成. 《基于dpdk的报文采集系统的研究与实现》[m].北京邮电大学出版社.2016.

[3]朱河清.《深入浅出dpdk》[m].机械工业出版社.2016.