DPDK虽然能提供高性能的报文转发（安装使用方法见DPDK的源码编译安装），但是它并没有提供对应的IP/TCP协议栈，所以在网络产品的某些功能场景下（特别是涉及到需要使用TCP协议栈的情况），比如BGP邻居建立、nginx代理转发等等，都需要一套协议栈来实现这些功能。DPDK本身提供了KNI的接口，打通了与内核协议栈的通道，不过性能上肯定不会太好。

为了提高协议栈的转发性能，采用DPDK收包，工作在用户态的协议栈应用而生。f-stack就是基于DPDK，从FressBSD协议栈移植而来的一款开源的用户态协议栈。F-Stack是一个全用户态（kernel bypass）的高性能的网络接入开发包，基于DPDK、FreeBSD协议栈、微线程接口等，适用于各种需要网络接入的业务，用户只需要关注业务逻辑，简单的接入F-Stack即可实现高性能的网络服务器。

下面我们来看一下f-stack的源码编译安装方法：

操作系统版本：  Ubuntu 20.04.5

f-stack版本：  v1.22

1、下载f-stack源码，选择v1.22版本：

git clone https://github.com/F-Stack/f-stack.git
git checkout v1.22

2、安装依赖包：

sudo apt-get install libnuma-dev
sudo apt install gcc make libssl-dev
sudo apt-get install gawk

3、编译DPDK，f-stack自带DPDK和igb_uio驱动源码：

meson -Denable_kmods=true build
ninja -C build
ninja -C build install

4、关闭ASLR(地址空间随机化)：

echo 0 > /proc/sys/kernel/randomize_va_space

5、加载驱动igb和kni驱动：

insmod build/kernel/linux/igb_uio/igb_uio.ko
insmod build/kernel/linux/kni/rte_kni.ko carrier=on

6、配置大页内存：

在/etc/default/grub中添加

GRUB_CMDLINE_LINUX="net.ifnames=0 biosdevname=0 default_hugepagesz=2M hugepagesz=2M hugepages=2048"

也可以根据CPU的配置为1G大页，使用命令

cat /proc/cpuinfo |grep pdpe1gb

查看CPU信息，如果有显示pdpe1gb，则支持1G大页。

重新生成grub配置文件：

grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

reboot重启系统后，使用

grep Huge /proc/meminfo

查看大页内存是否生效：

7、绑定网卡驱动：

ifconfig -a
ifconfig eth1 down
ifconfig eth2 down
dpdk-devbind.py --bind=igb_uio eth1
dpdk-devbind.py --bind=igb_uio eth2

8、编译安装f-stack：

export FF_PATH=/data/f-stack
export PKG_CONFIG_PATH=/usr/lib64/pkgconfig:/usr/local/lib64/pkgconfig:/usr/lib/pkgconfig
cd ../lib/
make
make install

说明：如果想编译debug版本，将Makefile文件的

DEBUG=-O0 -gdwarf-2 -g3 -Wno-format-truncation

这一行的注释去掉。

9、编译安装nginx并启动nginx:​​​​​​​

cd ../app/nginx-1.16.1/
./configure --prefix=/usr/local/nginx_fstack --with-ff_module
make
make install
cd ./objs
./nginx

说明：如果编译nginx报错误： 

note: previous declaration of ‘gettimeofday’ was here

需要修改src/event/modules/ngx_ff_module.c：554行，将

int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz)

修改为

gettimeofday(struct timeval *tv,  void *tz)

10、编译安装redis:​​​​​​​

cd app/redis-6.2.6/deps/jemalloc
./autogen.sh
cd ../..
make
make install

11、编译tools目录下的网络工具：​​​​​​​

cd ../tools
make
cd ./sbin
./ifconfig

可以看到nginx启动时，创建了f-stack-0的网口，IP地址为192.168.1.2，IP地址配置见/usr/local/nginx_fstack/conf/f-stack.conf（如果没有这个文件，把f-stack源码目录下的config.ini拷贝过去改名为f-stack.conf）：

./netstat -an

12、基于f-stack的nginx功能验证：

将一台PC的网口接到安装有f-stack的服务器的网口上，在PC上打开浏览器，输入http://192.168.1.2，浏览器显示内容如下：

查看nginx配置cat /usr/local/nginx_fstack/conf/nginx.conf，nginx配置的页面内容与上面浏览器的一致：

好了，f-stack的源码编译安装和简单测试到这里就完成了。