最近看到一篇文章介绍火山云的网络vSwitch技术，虽然是2022年的比较老的介绍，但是对于我们看到vSwitch技术的发展还是有些参考的。下面就截取了当时火山vSwitch关心的几个问题，做了一下梳理。
背景
在云计算发展过程中，虚拟网络的主要追求在于产品的丰富和极致的性能。OVS因其考虑通用性，架构在针对特点的场景中显复杂，转发性能方面相比就偏低。这篇文章主要讲述火山云在自研vSwitch技术上的探索。
火山云网络产品一览表如下，其中主要是三个方面，一是云上网络，而是云间网络(跨地域互联)，三是云上云下网络(数据中心延伸)。这个和各大云厂商并没有太大的差异性。
vSwitch发展历程
从第一代kernel版本，到用户态DPDK OVS，到自研BVS，再到软硬件结合，业界的主流趋势。
第三代vSwitch(BVS)
在自研vSwitch的路上做了哪些工作:
- 性能优化
a. 高性能的架构
b. 高性能的算法 - 运维能力建设
- 高级特性的支持
同时产出一个平台框架-ByteFlow，可以给VPC网关、LB网关等数据面转发使用。
热升级
一般采用双进程方案，整体的流程如下:
Step1: 启动一个新进程
Step2: 数据同步
Step3: 网卡分流到新的进程
Step4: 杀死老的进程，ECS与新进程重连
面临的问题是: 热升级方案的downtime会比较长，极端情况下downtime会到6s以上，这个用户是无法接受的。
解决方法: 通过迁移机制把存量的queue信息从旧的BVS进程迁移到新的BVS进程，这个新方案中，ESC网卡是没有down/up的，因此只要队列没满就不会丢包，所以网络的中断时间也非常的短。20ms以内，业务无感。
热迁移
- BVS上支持了vport级别的session同步功能，热迁移开始时会做一次全量的session同步，全量同步完后会实时同步增量session，从而保证两边的session是一致的。
- relay转发功能，旧的BVS节点收到迁移VM的流量后会relay转发到新的BVS节点。
incast优化
如何应对微突发？
- 转发性能提升，快慢速路径优化
- cache优化 + RXQ buffer从4K调到了8K
- 调大网卡RXQ队列数，增大网卡polling权重
- 基于负载的自适应权重调度功能
软硬件一体化
- 接口层面新增了对SRIOV和vDPA的支持；
- 在BVS快路径层之下设计一套抽象的Offload层，用于屏蔽不同的底层硬件差异。
统一架构服务各种场景
BVS支持 ECS场景、VCI弹性容器场景、EBM裸金属场景，采用统一的技术栈，具备统一的产品能力和产品体验。
总结
自研vSwitch，带来的主要收益:
- 网络传输延时可降低一半
- 全面提升至100G*2物理网络
- 最大网络带宽提升220%
- 单实例网络转发能力提升180%，最高可达25M万PPS
- 单实例支持会话数提升350%，最高可达1600万
未来演进硬件DPU等等。
附
1.《突破性能瓶颈，火山引擎自研vSwitch技术实践揭秘》https://www.volcengine.com/docs/6359/162368
