内核处理网络数据包弊端

中断处理
处理大量网络数据包时，出现频繁的硬件中断，产生较高的性能开销。

内存拷贝
网络数据包从网卡到应用程序流程是，数据从网卡通过DMA传到内核缓冲区，从内核态拷贝到用户态。

上下文切换
硬件中断、多线程、锁竞争产生上下文切换开销。

CPU缓存失效
数据包处理可能跨多个CPU，例如数据包中断在cpu0，内核态处理在cpu1，用户态处理在cpu2，跨多核容易造成CPU缓存失效，影响性能。

内存管理
传统服务器内存页4K，内存访问速度慢，容易出现缺页异常。

DPDK优势

UIO
通过UIO能够拦截中断，重设中断回调行为，绕过内核协议栈处理流程，用户态完成数据包处理。
内核网络数据包处理流程
硬件中断->取包分发至内核线程->软件中断->内核线程在协议栈中处理包->处理完毕通知用户层->用户层收包->网络层->逻辑层->业务层
DPDK网络数据包处理流程
硬件中断->放弃中断流程->用户层通过设备映射取包->进入用户层协议栈->逻辑层->业务层

内存池技术
在用户态实现了内存池，内核态和用户态内存交互不拷贝，只做控制权转移。收发数据包时，减少了内存拷贝。

大页内存管理
使用1G或者2M大页内存替代普通内存，大页内存不受内核管理，减少缺页异常。

无锁环形队列
基于内核的无锁环形缓冲kfifo实现无锁环形队列。

poll-mode网卡驱动
DPDK网卡驱动完全抛弃中断模式，基于轮询方式收包，避免中断。

NUMA
内存分配上通过proc提供的内存信息，使CPU核尽量使用靠近其所在节点的内存，避免了跨NUMA节点远程访问内存的性能问题。

CPU亲和性
网卡多队列绑核，线程绑核，减少上下文切换，避免CPU缓存失效。

多核调度框架
DPDK基于多核架构，主核完成模块初始化，从核处理业务。

参考资料

https://www.cnblogs.com/linbingfeng/p/16793926.html