深信服信创 AD，助力用户业务运行走的更稳

在第十届中国电子信息博览会 (CITE 2022) 中，深信服信创应用交付 AD 收获"第十届中国电子信息博览会创新奖"。

由相关行业协会、顾问咨询机构、权威媒体等 20 余位专家参加评审，深信服信创 AD 凭借着卓越的性能及稳定性，在众多企业申报的项目中脱颖而出。

负载均衡承载着用户的核心业务，稳定，是一切业务运行的前提。作为一个全国产化的负载均衡产品，深信服信创 AD 在稳定性上是否足够出色？有哪些关键技术已走在前面？

今天我们就聚焦一件事 -- 软件稳定性。

一、故障恢复「加速器」-- 全自研应用层网络协议栈 + DPDK 技术保证业务稳定运行

能在负载设备发生意外故障时，做到快速恢复且不影响业务运行，是深信服信创 AD 的实力之一。

数据传输主要涉及三个系统结构层次：物理层、内核层、应用层。默认情况下，数据是从物理网卡逐层传递到业务应用的。一般的负载均衡产品会在内核层以模块的形式开发业务，或者直接在内核层修改代码以实现自身业务逻辑，数据会经过多次交换，导致传输效率低下、设备性能下降，当内核层出现问题时，会直接影响设备的正常运行。

为了真正提升设备故障后及时恢复的速度、提升整体设备性能，深信服信创 AD 打造全自研应用层协议栈，并且改进了 DPDK 技术。

管理面和数据面分离，管理面通过 Eth0 管理网口，再通过内核协议栈，最后到应用层。而直接影响负载性能的数据面则通过 DPDK 技术直接接管物理网卡，绕过内核逻辑直达应用层。

深信服信创 AD 多维度考量业务稳定，既注重当下架构稳定，又着眼未来升级：

1、应用层架构避免触发内核层 BUG 降低宕机风险

一般的负载均衡产品，基于内核模块开发的数据面，在故障时容易触发系统宕机，而内核层宕机重启时间基本不会低于 3 分钟。

深信服信创 AD 因数据面不过内核层，避免了宕机风险。就算应用层出现意外故障，也可以在 1 秒内完成重启，即便是没有双机保证的情况下，仍然可以做到故障快速恢复。

2、内核补丁升级时数据面保持正常运行

基于内核模块开发的数据面，内核升级是一件十分"伤筋动骨"的事，可能 5-6 年才会考虑升级一次。因此，内核的整体稳定性也很难得到保证。

深信服信创 AD 自研的应用层协议 + DPDK 架构，可以做到快速打内核补丁，修复漏洞，或切换内核大版本兼容新硬件，而这个过程不会影响数据面的运行。同时，深信服应用交付网关 V7.0 软件通过与国产 CPU、国产操作系统的稳定版本更新升级，不断提升整体稳定性。

二、故障「追踪器」-- 丰富的自研应用层调试接口及工具

快速定位设备故障

当设备出现故障导致业务出现部分异常时，要在不影响业务连续性的前提下进行调试，并且尽快定位故障予以解决，需要配套成熟的调试工具对接设备的接口，以获取设备的信息。

深信服信创 AD 采用了 DPDK 技术，实现跨过内核层直达应用层架构。通过在应用层自研抓包机制、自研 Proc 接口、自研调试工具等技术，可以看到更丰富的系统数据流信息；通过应用层直接读取系统数据面状态，使应用层面的调试效率更高效，有利于快速定位设备故障，实现快速恢复。

1、自研更丰富的抓包机制

深信服自研调试工具，不仅支持原生调试工具 TCPDump 的所有命令参数和功能，获取当前收发包信息，还对抓包功能进行了扩展，可以额外抓取错误包、某特定服务的包、关联连接相关的包信息，以此获取更全面的设备信息，帮助工作人员迅速了解设备状况。

2、定制应用层 proc 接口

proc 文件系统是内核层的一种伪文件系统，通过这些文件可以查看系统硬件及当前正在运行进程的相关信息，甚至可以通过更改其中某些文件来改变内核的运行状态。

深信服信创 AD 通过模拟内核层在应用层定制 proc 接口，直接从应用层数据面读取当前状态，包括当前连接跟踪信息、会话保持信息、邻居项等实时信息，获取各服务当前新建速率、并发速率、延迟信息、错误计数等业务运行时的状态信息，降低运维难度，保证工作人员能及时发现并处理故障问题。

3、设备故障后易定位

负载全应用层架构可直接在调试工具 GDB 内运行，通过调试工具，可以轻易获取程序运行时的内存信息，运维人员可及时知悉运行状态，迅速排查问题，高效处理。

三、硬核「装备包」-- 自研混沌测试平台 D-TaaS

将故障解决在摇篮里

尽可能跑在故障前面，避免故障出现，是一个好负载均衡产品的"自我修养"。信创 AD 自研混沌测试平台 D-TaaS，通过多种端到端的测试手段，提前识别薄弱点并进行改善，最大程度保证负载设备的稳定性，将故障率降到最低。

1、精准丰富的故障注入

混沌测试平台 D-TaaS 具备 100 多种故障场景，涵盖硬件、系统、网络、软件、运维等故障注入的可靠性测试范围，模拟在异常复杂的环境中是否能保证业务高可用。通过故障注入测试，可平均发现历史遗留问题占比 30% 左右，在设备正式交付前就做好排查和预防。

2、丰富的压力流量测试插件

混沌测试平台 D-TaaS 全面支持网络层多种背景压力插件，共具备 70 多个背压模型，支持性能背压混合负载，如四层 / 七层流量，TCP / UDP 流量、大小包流量、多样协议类型等，产品具备高兼容性，保证信创 AD 在复杂环境下的良好稳定性及高性能。

3、真实客户场景下组件服务化

模拟 70 多个业务场景，并支持随机编排组合，在测试环境下就能模拟用户场景的多样化，使信创 AD 的产品业务应用测试更加符合真实的客户场景。通过将测试执行、测试环境、测试报告、测试用例等组件服务化，在真实用户环境下，可以实现无人值守 7*24 小时的自动化运行。

采用全国产化技术，深信服信创 AD 保持着成熟的稳定性，在高并发、大吞吐等复杂场景下也能稳稳承载用户的业务运行，已在超 57 家金融行业用户中落地实践，也已为超 120 家政府、医疗等行业用户提供高性能、高稳定性的业务承载能力。