青莲上网行为AOS多核处理机制解析

自CPU进入多核时代以来，国内网众多安全设备厂商，纷纷尝试多核平台，希望多核能够解决安全设备领域一直面临的性能和功能的两难问题。但是要驾驭多核，软件上面临着很多的难题。

首先，在多核上实现业务调度是重大难题。业务处理一般有并行和串行两种模式：并行方式下，普通处理方式在多流多核分配时，无法保证唯一性，这需要实现智能业务并行化调度，在多核平台上保证唯一性，同时实现对多个内核资源的充分挖掘和利用；串行方式下，需要根据各个功能模块占用系统资源不同进行相应的分配，以保证没有性能瓶颈，这样当功能模块或平台发生变化时，牵一而动百，软件业务流程需要做相应开发调整，调理不当，就会出现性能多核处理器内的性能瓶颈。可以看出来，不管是采用并行处理方式还是串行处理方式，都会存在业务调度方面的难题。

其次，在采用并行化处理方式时，面临应用层检测效率难题。软件架构要求每个核均能实现所有的功能，包括内容过滤、协议识别、带宽控制、P2P控制等，对应用层数据的分别检测非常耗费系统资源，这会导致单核产生性能瓶颈产生；为了避免单核瓶颈，需要尽量提高应用层检测效率。

针对上述难题，青莲科技自主研发出多核协议栈，实现了多核处理机制的多方面突破，其特点在于：

1）并行处理：采用并行方式处理，多个核可以同时处理一个网口来的流量。

2）多协议栈智能调度：流量分配上，多核协议栈根据网络层和传输层会话信息，实现智能业务并行化调度，目前已经支持基于PPPoE、Vlan、IP、TCP、UDP等多种协议会话的智能调度，保证了同一会话始终在一个核上处理，实现了报文转发的保序。

3）无锁算法：为了充分挖掘多核的性能，减少多核间数据共享和同步导致的“假并行”和相应的性能损耗，多核协议栈大量使用了各种无锁算法，优化报文处理路径，实现了真正的多核并行处理。

4）多模式并行算法：多核协议栈实现了业界最领先的单模式和多模式匹配算法，并在此基础上自主研发了多模式匹配的并行算法，解决了单核性能瓶颈问题。

下图是，青莲网络行为管理与审计系统AOS，在8核负荷分担抓图：

图1

页面显示的CPU为各个CPU的平均值，这是并行多核处理器正常工作的特征； 目前国内大部分硬件平台，也采用了多核，但CPU各个“核”的使用效率不一样，如第一个核为98%，第二个核为70%，第三个核、第四个核等可能为0。这个不是并行计算，并不能够充分发挥“多核”硬件平台的超强处理能力。

青莲上网行为管理系统AOS，在自行设计的RISC架构上构筑了性能非常卓越的多核、多处理器网络与数据处理平台；实现了网络行为管理、网络审计、流量管理、内容过滤、VPN、防火墙、多线路负载均衡、无线WI-FI等等多种数据安全业务的功能同时应用，真正的体验到融合安全与通信的便宜可靠。