【摘 要】
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随着云平台的发展,终端接入技术被广泛应用,本文对主流的终端接入技术进行了详细的学习和研究。在它们的多种实现中,Open VPN以其低部署成本、高兼容性成为了许多中小型机构和组织的选择。因此,本文选择Open VPN作为主要研究对象,对其原理、应用场景、工作流程以及性能展开了研究与分析,提出了一种基于数据平面开发套件（Data Plane Development Kit,DPDK）的性能优化方案。本
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随着云平台的发展,终端接入技术被广泛应用,本文对主流的终端接入技术进行了详细的学习和研究。在它们的多种实现中,Open VPN以其低部署成本、高兼容性成为了许多中小型机构和组织的选择。因此,本文选择Open VPN作为主要研究对象,对其原理、应用场景、工作流程以及性能展开了研究与分析,提出了一种基于数据平面开发套件（Data Plane Development Kit,DPDK）的性能优化方案。本文详细研究了OpenVPN三个主要功能模块的工作流程,采用实验和文献学习的方式分析它们产生的开销对Open VPN性能的影响。得到分析结果后,本文针对Open VPN的数据接收模块和数据转发模块设计并实现了基于DPDK的优化方案。数据接收模块的优化方案基于DPDK收发包平台和F-Stack的用户态协议栈以及DPDK的内核-网卡接口（Kernel NIC Interface,KNI）组件,在实现Open VPN对数据包的高速、低开销读取的同时,结合Open VPN的隧道认证业务,实现了控制面与数据面的分离。数据转发模块的优化方案同样基于DPDK收发包平台,但为了兼容Open VPN特殊的数据结构和仍然使用TUN设备的客户端,不经过F-Stack用户态协议栈,因此在DPDK数据处理的基础上设计并实现了简单的ARP和NAT功能,在保障与内网通信的同时,减少了数据转发的开销。按照本文提出的方案对OpenVPN优化后,进行时延与网络吞吐率的测试,测试结果显示,在相同的测试环境下,相较于优化前的Open VPN,利用DPDK等技术进行优化的Open VPN服务端的时延整体更低,降低了6.3%,网络吞吐率更高,上升了16.2%,实现了OpenVPN网关性能的提升。
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