中兴通讯高性能5G核心网UPF实现.pdf

康康

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2021-09-24

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案例研究

中兴通讯高性能

5G 核心网 UPF 实现

使用搭载英特尔® Speed Select 技术（英特尔® SST）的第二代英特尔® 至强® 可扩展

处理器和搭载动态设备个性化 (DDP) 技术的英特尔® 太网网络适配器 XXV710，测试

结果显示在某运营商标准话务测试模型下以 690 字节包长，不带任何额外硬件加速

器件的最高整机性能分别可以达到 173Gbps 和 252Gbps。

前言

网络功能虚拟化 (NFV) 是核心网的发展趋势，目前 NFV 核心网已经在全球得到了大规模商

用。NFV 最重要的特点就是采用通用的硬件和虚拟层 (NFVI) 为上层各个虚拟化网元 (VNF) 

提供统一的运行资源，NFV 技术为 VNF 的灵活部署、快速上线、智能及自动化运维、网络

转型等提供技术基础。用户面网元 UPF 是 5G 核心网的关键网元之一，承载 5G 用户上网

数据转发功能。在虚拟化的趋势下，UPF 基于英特尔® 架构的高性能服务器部署已经是行业

的广泛共识，提升基于英特尔架构的虚拟化 UPF 的性能成为了电信运营商和设备厂商迫切需

要解决的问题。

本文阐述了中兴通讯的 5G 核心网 UPF 产品基于第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器——

英特尔至强金牌 6230N 处理器和英特尔至强铂金 8280 处理器以及拥有动态设备个性化

技术 (DDP) 功能的英特尔以太网网络适配器 XXV710 上实现的优异性能。测试结果显示在

某运营商标准话务测试模型下以 690 字节包长，不带任何额外硬件加速器件，最高整机性能

在英特尔至强金牌 6230N 处理器上可以达到 173Gbps，在英特尔至强铂金 8280 处理器上

可以达到 252Gbps。

本次测试由中兴通讯完成于 2019 年 12 月 20 日。具体测试配置参见系统测试环境章节。

关于性能和基准测试程序结果的更多信息，请访问 www.intel.cn/benchmarks，并参考 

http://software.intel.com/en-us/articles/optimization-notice 获得更多关于英特尔软件

产品性能和优化选项的信息。

1. 中兴通讯 5G 核心网解决方案

1.1. 整体解决方案介绍

1.1.1 中兴通讯 TECS 云管平台介绍

TECS 是中兴通讯基于 OpenStack 开源标准接口研发的一款云平台管理软件，主要由 

OpenStack 和 Extension 两大类型的组件构成，主要负责基础设施层硬件资源、虚拟化

资源的管理、监控和故障上报，面向上层业务应用提供虚拟化资源池。TECS 支持资源全局

调度、容量弹性伸缩、网络灵活调整，全面支持上层 IT 和 CT 应用的灵活部署，并且它提供  

IaaS 业务运营能力，包括组件化的微服务平台，快速迭代的业务开发模式和基于大数据的

智能分析，实现业务的快速上线和创新。此外，TECS 还在性能、可靠性、架构先进性等

方面进行了全面的增强，助力运营商更好地应对 5G/IoT 时代的挑战。

1.1.2 中兴通讯 5G Common Core 介绍

5G 商用部署已在全球范围开启，作为 5G 网络“大脑”的核心网，无疑是网络建设的关键点

之一。为此，中兴通讯基于对网络设计、网络建设、网络运营的深刻理解，率先在业界推出 

5G Common Core 解决方案。5G Common Core 以云原生、网络切片、MEC、AI 等技术加持，

创造“更强大脑”，为运营商打造极简、智能、融合、高效的网络。

中兴通讯 5G Common Core 支持 2G，3G，4G，5G 和 Fixed 网络全接入，在 5G 网络功能

和服务层面实现了四融合（数据融合、策略融合、控制融合、转发融合），基于 SBA+，实现

功能组件跨网络共享、一网多用，简化网络拓扑的同时，提升业务 KPI，为用户带来出色的

体验。该方案同时支持 3GPP R15 SA 和 NSA 五种部署模式 (Option 2/3/4/5/7)，运营商可

根据自身网络诉求在同一张网络中灵活部署 SA、NSA 或 SA&NSA 双模式，架构一步到位，

1. 中兴通讯 5G 核心网解决方案 ...................... 1

1.1. 整体解决方案介绍 ................................. 1

1.1.1 中兴通讯 TECS 云管平台介绍 ... 1

1.1.2 中兴通讯  

5G Common Core 介绍 ............ 1

1.2. 中兴通讯 NFV UPF 网元介绍 .............. 2

2. 英特尔® 平台和技术的关键特性 ................... 2

2.1. 英特尔平台介绍 ..................................... 2

2.2. 英特尔® Speed Select 技术 -  

Core Power（英特尔® SST-CP） ..... 2

2.3. 英特尔DDP 技术 .................................... 2

3.  基于英特尔平台技术加速的  

NFV UPF 解决方案 ...............................................2

3.1. 英特尔 SST-CP 加速技术的应用 ......... 2

3.2. DDP 加速技术的应用 ............................ 2

4. 系统测试环境 ................................................. 3

4.1. 某运营商话务测试模型 ......................... 3

4.2. 测试仪表 (IXIA) ..................................... 3

4.3. 硬件配置 ................................................. 3

4.4. 软件配置 ................................................. 3

4.5. 网络拓扑 ................................................. 4

4.6. 计算节点 BIOS 配置 .............................. 4

4.7. UPF 虚拟机配置 .................................... 4

5. 性能测试结果 ................................................. 5

5.1. 整机转发性能 ......................................... 5

5.2. 平均转发延迟 ......................................... 5

5.3. 系统总体拥有成本 (TCO) 分析 ............ 6

6. 总结 ................................................................. 6

7. 缩略语 ............................................................. 6

作者

Zhang, Jerry (INTEL)

Lou, Fangliang (ZTE)

Ma, Jianwei (INTEL)

Zhang, Yong (ZTE)

Ma, Jiangying (ZTE)

Xu, Yang (ZTE)

Zou, Jinchun (ZTE)

Cheng, Peng (ZTE)

Xu, Zhou (ZTE)

Yao, Chenghu (ZTE)

Zhang, Haoming (ZTE)

案例研究 | 中兴通讯高性能 5G 核心网 UPF 实现

资源可重用，避免网络多次升级和改造，大幅度降低网络建设成本，

灵活满足运营商 5G 建设和平滑演进需求。

1.2. 中兴通讯 NFV UPF 网元介绍

UPF 作为 5G 核心网关键网元，承载着用户数据处理和转发的重要

功能。随着 5G 的商用推进，4K/8K 高清视频、云游戏、远程驾驶、

工业控制等 eMBB/URLLC 应用需求也日趋紧迫，它们对网络提出

了超低时延、超大带宽的要求。而这些性能需求与 UPF 紧密相关，

需要 UPF 提供高效的数据处理和转发。

中兴通讯推出的经过优化的纯软件 UPF 方案，采用基于英特尔至强

处理器的通用服务器，运用了业界广泛应用的性能优化技术，例如 

DPDK、NUMA 绑定、OS 优化、巨页等。除此之外，中兴通讯也

对于 UPF 的软件架构和逻辑着手优化，基于 VPP (Vector Packet 

Processing) 原理，采用消息多队列无锁处理、业务首包 DPI、流表

等技术，实现热点报文的批量处理和转发，有效地降低了业务逻辑对 

CPU 的消耗，性能水准已达到业界同等条件下的非常优秀的水平。

2. 英特尔® 平台和技术的关键特性

2.1. 英特尔平台介绍

英特尔服务器平台提供了出色的性能和丰富的特性，拥有完善的生态 

系统和健壮的路标，是业界主流的 NFV 平台。为满足应用服务的

灵活性、安全性和服务的可达性，英特尔不断地同生态合作伙伴一起

建立基于 NFV 和 SDN 技术相关的解决方案，提供开放的网络基础

架构平台。利用英特尔® 处理器，英特尔® 网络适配器，DPDK 和其他 

英特尔平台相关技术，可以降低设备复杂度并提高网络利用率，满足 

运营商对电信网络灵活性、可扩展性、可靠性和成本需求，加速

产业链的技术创新和网络转型。

2.2. 英特尔® Speed Select 技术 -  

Core Power（英特尔® SST-CP）

第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器推出增强型英特尔 Speed Select 

技术允许系统提供针对 CPU 性能更多的控制，从而来提高性能并优化

配置成本。使用英特尔 Speed Select 技术，一台服务器可以做得更多。

第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器 N (NFV) 系列支持英特尔 Speed 

Select  技术中的 Core Power  功能（英特尔 SST-CP）。英特尔 

SST-CP 功能可以灵活配置和调整 CPU 核的优先级，高优先级的 

CPU 核运行在更高频率上。这可以使系统关键任务运行在高优先级

的 CPU 核上确保性能，并充分利用 CPU 额定功耗。

2.3. 英特尔 DDP 技术

DDP (Dynamic Device Personalization) 又称动态设备个性化设置，

是英特尔® 以太网网络适配器 700 系列和英特尔以太网网络适配器 

800 系列的一个先进功能。此功能允许通过加载固件配置文件 

(profile) 动态地实现重新配置数据包处理流水线，以满足特定的场景

需求。换而言之，这些网卡具有部分可编程能力，通过下载特定的

固件配置文件 (profile)，可以为用户提供特定通信网络协议的解析

支持，结合网卡的 flow-director FDIR（流引导）和 RSS（散列技术）

特性，实现网络报文解析和分发的硬件卸载，从而提高网络性能。

英特尔以太网网络适配器 700系列提供工业级的配置文件 (Profile)， 

目前已经涵盖多种协议类型，包括 PPPOE，GTP-meC，GTP-U，

L2TP 等。这些配置文件可以通过通用的 ethtool 或者 DPDK 库进行

便捷地加载。

DDP 能够允许网卡识别特定的电信协议报文并分发到特定的队列上。

这意味着应用程序不再需要用专门的接收 (RX) 或发送 (TX) 处理器

核来做流量分发，这些核就能够释放用于处理应用程序本身业务。

由于报文到队列的分发是由网卡硬件完成的，从 NFVI 的角度来看

整个系统更具确定性：系统延迟和抖动减少了，并且随着负载平衡 

RX/TX 核的释放，总吞吐量也增加了。

3. 基于英特尔平台技术加速的 NFV UPF 解决方案

3.1. 英特尔 SST-CP 加速技术的应用

在实际应用中，为了获得更高的性能，常常会启用英特尔® Turbo 

Boost 功能，这样 CPU 核可以运行在更高的 Turbo 频率上。Turbo 

Boost 技术是一种处理器热功耗余量的技术。采用英特尔 SST-CP 加

速技术，可以将关键业务运行核锁定在高频率，其他业务核运行在低

频率，这样能在保持 CPU 频率尽可能稳定的前提下获取最佳性能。

中兴通讯 5G NFV UPF 的方案使用了 SST-CP 技术，将处理 UPF  

转发线程的 CPU 核设置为高优先级并运行在更高的频率上。如下图

所示，在英特尔至强金牌 6230N 处理器平台上，将每个 CPU 的 

0-7 核运行在 1.5Ghz，8-19 核运行在 2.8Ghz。

Core 0

Core 1

Core 2

Core 3

Core 4

Core 5

Core 6

Core 7

Core 8

Core 9

Core 10

Core 11

Core 12

Core 13

Core 14

Core 15

Core 16

Core 17

Core 18

Core 19

0.5

1.5

2.5

Frequency (GHz)

搭载英特尔® SST-CP 的英特尔® 至强® 金牌 6230N 处理器

Low Priority Cores High Priority Cores

图 1. 英特尔® 至强® 金牌 6230N 处理器使用英特尔 SST-CP 设置核

优先级

3.2. DDP 加速技术的应用

没有 DDP 特性，GTP (GPRS tunneling protocol) 的内层报头不能

够被网卡解析，网卡只能缺省的认定其为普通四层报文。这样对于 

5G 核心网用户面网元 UPF 而言，主要处理的报文类型是 GTP（上行）

报文和普通的 TCP/IP（下行）报文。

GTP 报文就无法利网卡的 FDIR 或者 RSS 分流功能散列到不同队列并

绑定到不同的处理器核上做并行处理。为了解决这个问题，传统方案

会额外地使用若干处理器核用软件的方式来解析 GTP 内层报头分别发

到不同的处理核上。这种场景下，软件分发核的性能常常会成为整个 

UPF 处理的性能瓶颈，并且软件分发增加了系统整体处理的延迟开销。

Load Distribution Software

Runs on CPU Core

Worker

Load Distribution Core

Standard TCP

Traffic incoming

from network

Parsed fields Payload

Packet type 24: UDP in IPv4

Intel® Ethernet

700 Series

GTPv1

Worker

DA SA IPv4

RSS

UDP

RSS

TEID IPv4 TCP PAYGTP

RSS

图 2. 不使用 DDP 技术的软件架构

应用了 DDP，网卡就可以扩展报文识别深度到 GTP 内层报文的传输

层，这样就能够直接在 GTP 报文上针对内层报头应用 FDIR 和 RSS 

分流功能，利用网卡直接将 GTP 报文散列到不同的网卡队列并绑定

到不同的核上进行并行处理，实现分发功能的硬件卸载，从而大大 

提高了性能，同时减小了系统整体处理的延迟。

案例研究

中兴通讯高性能

5G 核心网 UPF 实现

使用搭载英特尔® Speed Select 技术（英特尔® SST）的第二代英特尔® 至强® 可扩展

处理器和搭载动态设备个性化 (DDP) 技术的英特尔® 太网网络适配器 XXV710，测试

结果显示在某运营商标准话务测试模型下以 690 字节包长，不带任何额外硬件加速

器件的最高整机性能分别可以达到 173Gbps 和 252Gbps。

前言

网络功能虚拟化 (NFV) 是核心网的发展趋势，目前 NFV 核心网已经在全球得到了大规模商

用。NFV 最重要的特点就是采用通用的硬件和虚拟层 (NFVI) 为上层各个虚拟化网元 (VNF) 

提供统一的运行资源，NFV 技术为 VNF 的灵活部署、快速上线、智能及自动化运维、网络

转型等提供技术基础。用户面网元 UPF 是 5G 核心网的关键网元之一，承载 5G 用户上网

数据转发功能。在虚拟化的趋势下，UPF 基于英特尔® 架构的高性能服务器部署已经是行业

的广泛共识，提升基于英特尔架构的虚拟化 UPF 的性能成为了电信运营商和设备厂商迫切需

要解决的问题。

本文阐述了中兴通讯的 5G 核心网 UPF 产品基于第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器——

英特尔至强金牌 6230N 处理器和英特尔至强铂金 8280 处理器以及拥有动态设备个性化

技术 (DDP) 功能的英特尔以太网网络适配器 XXV710 上实现的优异性能。测试结果显示在

某运营商标准话务测试模型下以 690 字节包长，不带任何额外硬件加速器件，最高整机性能

在英特尔至强金牌 6230N 处理器上可以达到 173Gbps，在英特尔至强铂金 8280 处理器上

可以达到 252Gbps。

本次测试由中兴通讯完成于 2019 年 12 月 20 日。具体测试配置参见系统测试环境章节。

关于性能和基准测试程序结果的更多信息，请访问 www.intel.cn/benchmarks，并参考 

http://software.intel.com/en-us/articles/optimization-notice 获得更多关于英特尔软件

产品性能和优化选项的信息。

1. 中兴通讯 5G 核心网解决方案

1.1. 整体解决方案介绍

1.1.1 中兴通讯 TECS 云管平台介绍

TECS 是中兴通讯基于 OpenStack 开源标准接口研发的一款云平台管理软件，主要由 

OpenStack 和 Extension 两大类型的组件构成，主要负责基础设施层硬件资源、虚拟化

资源的管理、监控和故障上报，面向上层业务应用提供虚拟化资源池。TECS 支持资源全局

调度、容量弹性伸缩、网络灵活调整，全面支持上层 IT 和 CT 应用的灵活部署，并且它提供  

IaaS 业务运营能力，包括组件化的微服务平台，快速迭代的业务开发模式和基于大数据的

智能分析，实现业务的快速上线和创新。此外，TECS 还在性能、可靠性、架构先进性等

方面进行了全面的增强，助力运营商更好地应对 5G/IoT 时代的挑战。

1.1.2 中兴通讯 5G Common Core 介绍

5G 商用部署已在全球范围开启，作为 5G 网络“大脑”的核心网，无疑是网络建设的关键点

之一。为此，中兴通讯基于对网络设计、网络建设、网络运营的深刻理解，率先在业界推出 

5G Common Core 解决方案。5G Common Core 以云原生、网络切片、MEC、AI 等技术加持，

创造“更强大脑”，为运营商打造极简、智能、融合、高效的网络。

中兴通讯 5G Common Core 支持 2G，3G，4G，5G 和 Fixed 网络全接入，在 5G 网络功能

和服务层面实现了四融合（数据融合、策略融合、控制融合、转发融合），基于 SBA+，实现

功能组件跨网络共享、一网多用，简化网络拓扑的同时，提升业务 KPI，为用户带来出色的

体验。该方案同时支持 3GPP R15 SA 和 NSA 五种部署模式 (Option 2/3/4/5/7)，运营商可

根据自身网络诉求在同一张网络中灵活部署 SA、NSA 或 SA&NSA 双模式，架构一步到位，

1. 中兴通讯 5G 核心网解决方案 ...................... 1

1.1. 整体解决方案介绍 ................................. 1

1.1.1 中兴通讯 TECS 云管平台介绍 ... 1

1.1.2 中兴通讯  

5G Common Core 介绍 ............ 1

1.2. 中兴通讯 NFV UPF 网元介绍 .............. 2

2. 英特尔® 平台和技术的关键特性 ................... 2

2.1. 英特尔平台介绍 ..................................... 2

2.2. 英特尔® Speed Select 技术 -  

Core Power（英特尔® SST-CP） ..... 2

2.3. 英特尔DDP 技术 .................................... 2

3.  基于英特尔平台技术加速的  

NFV UPF 解决方案 ...............................................2

3.1. 英特尔 SST-CP 加速技术的应用 ......... 2

3.2. DDP 加速技术的应用 ............................ 2

4. 系统测试环境 ................................................. 3

4.1. 某运营商话务测试模型 ......................... 3

4.2. 测试仪表 (IXIA) ..................................... 3

4.3. 硬件配置 ................................................. 3

4.4. 软件配置 ................................................. 3

4.5. 网络拓扑 ................................................. 4

4.6. 计算节点 BIOS 配置 .............................. 4

4.7. UPF 虚拟机配置 .................................... 4

5. 性能测试结果 ................................................. 5

5.1. 整机转发性能 ......................................... 5

5.2. 平均转发延迟 ......................................... 5

5.3. 系统总体拥有成本 (TCO) 分析 ............ 6

6. 总结 ................................................................. 6

7. 缩略语 ............................................................. 6

作者

Zhang, Jerry (INTEL)

Lou, Fangliang (ZTE)

Ma, Jianwei (INTEL)

Zhang, Yong (ZTE)

Ma, Jiangying (ZTE)

Xu, Yang (ZTE)

Zou, Jinchun (ZTE)

Cheng, Peng (ZTE)

Xu, Zhou (ZTE)

Yao, Chenghu (ZTE)

Zhang, Haoming (ZTE)

案例研究 | 中兴通讯高性能 5G 核心网 UPF 实现

资源可重用，避免网络多次升级和改造，大幅度降低网络建设成本，

灵活满足运营商 5G 建设和平滑演进需求。

1.2. 中兴通讯 NFV UPF 网元介绍

UPF 作为 5G 核心网关键网元，承载着用户数据处理和转发的重要

功能。随着 5G 的商用推进，4K/8K 高清视频、云游戏、远程驾驶、

工业控制等 eMBB/URLLC 应用需求也日趋紧迫，它们对网络提出

了超低时延、超大带宽的要求。而这些性能需求与 UPF 紧密相关，

需要 UPF 提供高效的数据处理和转发。

中兴通讯推出的经过优化的纯软件 UPF 方案，采用基于英特尔至强

处理器的通用服务器，运用了业界广泛应用的性能优化技术，例如 

DPDK、NUMA 绑定、OS 优化、巨页等。除此之外，中兴通讯也

对于 UPF 的软件架构和逻辑着手优化，基于 VPP (Vector Packet 

Processing) 原理，采用消息多队列无锁处理、业务首包 DPI、流表

等技术，实现热点报文的批量处理和转发，有效地降低了业务逻辑对 

CPU 的消耗，性能水准已达到业界同等条件下的非常优秀的水平。

2. 英特尔® 平台和技术的关键特性

2.1. 英特尔平台介绍

英特尔服务器平台提供了出色的性能和丰富的特性，拥有完善的生态 

系统和健壮的路标，是业界主流的 NFV 平台。为满足应用服务的

灵活性、安全性和服务的可达性，英特尔不断地同生态合作伙伴一起

建立基于 NFV 和 SDN 技术相关的解决方案，提供开放的网络基础

架构平台。利用英特尔® 处理器，英特尔® 网络适配器，DPDK 和其他 

英特尔平台相关技术，可以降低设备复杂度并提高网络利用率，满足 

运营商对电信网络灵活性、可扩展性、可靠性和成本需求，加速

产业链的技术创新和网络转型。

2.2. 英特尔® Speed Select 技术 -  

Core Power（英特尔® SST-CP）

第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器推出增强型英特尔 Speed Select 

技术允许系统提供针对 CPU 性能更多的控制，从而来提高性能并优化

配置成本。使用英特尔 Speed Select 技术，一台服务器可以做得更多。

第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器 N (NFV) 系列支持英特尔 Speed 

Select  技术中的 Core Power  功能（英特尔 SST-CP）。英特尔 

SST-CP 功能可以灵活配置和调整 CPU 核的优先级，高优先级的 

CPU 核运行在更高频率上。这可以使系统关键任务运行在高优先级

的 CPU 核上确保性能，并充分利用 CPU 额定功耗。

2.3. 英特尔 DDP 技术

DDP (Dynamic Device Personalization) 又称动态设备个性化设置，

是英特尔® 以太网网络适配器 700 系列和英特尔以太网网络适配器 

800 系列的一个先进功能。此功能允许通过加载固件配置文件 

(profile) 动态地实现重新配置数据包处理流水线，以满足特定的场景

需求。换而言之，这些网卡具有部分可编程能力，通过下载特定的

固件配置文件 (profile)，可以为用户提供特定通信网络协议的解析

支持，结合网卡的 flow-director FDIR（流引导）和 RSS（散列技术）

特性，实现网络报文解析和分发的硬件卸载，从而提高网络性能。

英特尔以太网网络适配器 700系列提供工业级的配置文件 (Profile)， 

目前已经涵盖多种协议类型，包括 PPPOE，GTP-meC，GTP-U，

L2TP 等。这些配置文件可以通过通用的 ethtool 或者 DPDK 库进行

便捷地加载。

DDP 能够允许网卡识别特定的电信协议报文并分发到特定的队列上。

这意味着应用程序不再需要用专门的接收 (RX) 或发送 (TX) 处理器

核来做流量分发，这些核就能够释放用于处理应用程序本身业务。

由于报文到队列的分发是由网卡硬件完成的，从 NFVI 的角度来看

整个系统更具确定性：系统延迟和抖动减少了，并且随着负载平衡 

RX/TX 核的释放，总吞吐量也增加了。

3. 基于英特尔平台技术加速的 NFV UPF 解决方案

3.1. 英特尔 SST-CP 加速技术的应用

在实际应用中，为了获得更高的性能，常常会启用英特尔® Turbo 

Boost 功能，这样 CPU 核可以运行在更高的 Turbo 频率上。Turbo 

Boost 技术是一种处理器热功耗余量的技术。采用英特尔 SST-CP 加

速技术，可以将关键业务运行核锁定在高频率，其他业务核运行在低

频率，这样能在保持 CPU 频率尽可能稳定的前提下获取最佳性能。

中兴通讯 5G NFV UPF 的方案使用了 SST-CP 技术，将处理 UPF  

转发线程的 CPU 核设置为高优先级并运行在更高的频率上。如下图

所示，在英特尔至强金牌 6230N 处理器平台上，将每个 CPU 的 

0-7 核运行在 1.5Ghz，8-19 核运行在 2.8Ghz。

Core 0

Core 1

Core 2

Core 3

Core 4

Core 5

Core 6

Core 7

Core 8

Core 9

Core 10

Core 11

Core 12

Core 13

Core 14

Core 15

Core 16

Core 17

Core 18

Core 19

0.5

1.5

2.5

Frequency (GHz)

搭载英特尔® SST-CP 的英特尔® 至强® 金牌 6230N 处理器

Low Priority Cores High Priority Cores

图 1. 英特尔® 至强® 金牌 6230N 处理器使用英特尔 SST-CP 设置核

优先级

3.2. DDP 加速技术的应用

没有 DDP 特性，GTP (GPRS tunneling protocol) 的内层报头不能

够被网卡解析，网卡只能缺省的认定其为普通四层报文。这样对于 

5G 核心网用户面网元 UPF 而言，主要处理的报文类型是 GTP（上行）

报文和普通的 TCP/IP（下行）报文。

GTP 报文就无法利网卡的 FDIR 或者 RSS 分流功能散列到不同队列并

绑定到不同的处理器核上做并行处理。为了解决这个问题，传统方案

会额外地使用若干处理器核用软件的方式来解析 GTP 内层报头分别发

到不同的处理核上。这种场景下，软件分发核的性能常常会成为整个 

UPF 处理的性能瓶颈，并且软件分发增加了系统整体处理的延迟开销。

Load Distribution Software

Runs on CPU Core

Worker

Load Distribution Core

Standard TCP

Traffic incoming

from network

Parsed fields Payload

Packet type 24: UDP in IPv4

Intel® Ethernet

700 Series

GTPv1

Worker

DA SA IPv4

RSS

UDP

RSS

TEID IPv4 TCP PAYGTP

RSS

图 2. 不使用 DDP 技术的软件架构

应用了 DDP，网卡就可以扩展报文识别深度到 GTP 内层报文的传输

层，这样就能够直接在 GTP 报文上针对内层报头应用 FDIR 和 RSS 

分流功能，利用网卡直接将 GTP 报文散列到不同的网卡队列并绑定

到不同的核上进行并行处理，实现分发功能的硬件卸载，从而大大 

提高了性能，同时减小了系统整体处理的延迟。

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