2021年了，一起来看看流行的网络系统架构吧。系统的质量属性必须满足客户的需求，所以架构的第一出发点也是需求。偏好的需求构成场景，架构的选择基于应用场景的偏好。网络系统在管道中的位置大致可以分为两类：傻快型：无内容感知，主要是交换和路由。比如各种交换机、路由器等设备，主要靠硬件。纯软件实现的需求，主要是牺牲部分硬件的高性能来换取管理维护的方便和统一，如SDN、NFV。目前，为了实现硬件和软件的集成，x86架构普遍采用高速可编程网卡和转发芯片（如支持P4）。获得绩效和管理的双重优势。但本质还是矛盾的。硬件的专业化将导致管理的专业化。具体问题需要详细讨论解决，不再展开。智能：内容感知，主要是业务驱动的负载均衡和网关系统。比如负载均衡、API网关等，主要靠软件。今天重点说一下2021年流行的软件架构，因为这两种没有明确的界限，但是都有一定程度的内容意识，所以互联网行业对业务驱动的网络系统的需求很大。因此，网络基础设施的软件化不仅是统一管理的问题，更是在通用设备上难以完美解决的具体业务问题。虽然软件实现的性能不佳，但其灵活性和硬件解耦带来的收益大于性能收益，其水平扩展能力也弥补了整体性能。好处主要体现在快速迭代（满足需求的速度）、硬件统一、部署灵活、运维简单。因此，暂时将引入硬件来解决单点性能问题作为第二个因素考虑。让我们一层一层地讲。eBPF-Passthrough2021eBPFfoundation应该是没有争议的，比较用eBPF实现的XDP和DPDK，结合我们刚才提到的问题。DPDK还是有Intel和DPDK网卡的硬件限制。eBPF系统约束更小，Kernel>4.8就足够了。虽然性能略弱，但可以在纯Linux上运行，可以在用户态和内核态之间灵活衔接，需要的迭代速度远高于DPDK。所以笨快的软件可以选择DPDK，但智能的XDP更合适。基于此的项目包括k8s网络组件Cilium，以及Facebook的业务负载均衡Katran。Cilium-网络迭代和硬件都说完了，再来看部署，部署：盒子，私有系统，各种云。对应的是Metal，VM，container等。因为eBPF的限制，没有操作系统的pureMetal不在讨论范围之内，仍然是一个很傻的方案。可以在各种部署下运行的网络是用户态网络。只要XDP是符合内核要求的Linux，Cilium已经证明DPDK与容器结合时更费力。所以eBPF还是有更多优势的。基于此的软件系统可以安装在任何Linux、VM、Docker上，实现各种环境的统一架构。未来在网络层应该会有其他的XDP用户协议栈方案。如果不需要路由和交换的网络功能，可以直接和应用结合，比如Katran。Envoy-GatewayCilium解决网络问题、路由和交换以及简单的策略。但是业务感知也需要灵活的网关，网关的选择我之前研究过。https://donge.org/posts/envoy-vs-traefik/如果这里的网络选择了Cilium（主要针对容器场景），那么Envoy是最好的组合。Evony在第四层进行服务感知，进行服务级路由和网关，具有强大的策略配置驱动和插件机制，也是快速迭代的首选。这里虽然拍了一张K8S中CNI的图，但Cilium也可以只作为一个具有网络路由功能的用户态协议栈，也可以省略。Golang-插件使用通用网关来驱动特定服务。插件无法绕过。为了平衡性能和迭代速度，Golang比C++、Lua、JavaScript和Rust略有优势。因为开发效率高，性能好。当然，WASM插件也是一个强大的解决方案，但是今年，优势还早，得不偿失。而且和Golang不冲突，Envoy也支持WASM和LUA。不过只要不是每天都在变的逻辑，Golang适度的综合例子还是略胜一筹。RustwithWASM在未来也有很大的潜力。为什么全家福被称为2021流行架构，因为几年后可能会有更好的选择，就像XDP相对于DPDK的优势一样，符合DPDK诞生时没有的一些趋势，比如容器化。最后奉上这张原创全家福，欢迎抄袭。基于此可以快速满足大部分网络系统，包括业务路由（负载均衡）、WAF、API网关、单点认证、日志记录、QoS、跟踪系统等，也可以部署在非硬件依赖独立、私有化和混合云环境等环境。虽然性能处于第二梯队，但XDP、Golang等选择也是第二梯队的王者。网络性能的热点更多的可能在IO、并发（锁）、加解密压缩和反压缩（计算）上，而他们的解决方案从来不是什么语言，有机会再讨论。附言K3S是轻量级的K8S，适合小型系统部署。
