# netmap [[Luigi Rizzo]]（[[University of Pisa|Università di Pisa]]、2012）が提案した高速パケット I/O フレームワーク。[[カーネルバイパスネットワーキング]]の代表的実装の一つ。 ## 一言定義 カーネルとユーザー空間の間でリングバッファを共有メモリでマッピングし、パケットコピーをなくしつつ OS の保護機構を維持する高速パケット I/O 基盤。 ## コアアーキテクチャ ``` ユーザープロセス └── mmap → [共有リングバッファ] ↕ NIC ドライバ (netmap 対応) ↕ ハードウェア NIC ``` - **リングバッファ共有**: 物理メモリをカーネル・ユーザー双方からマップ。コピーゼロ。 - **プリアロケーション**: 起動時にパケットバッファとリングスロットをまとめて確保し、実行中の動的割り当てをゼロにする。 - **バッチシステムコール**: `ioctl(NIOCTXSYNC)` / `ioctl(NIOCRXSYNC)` で複数パケットを一括同期。 - **デバイス保護**: ユーザー空間からデバイスレジスタには直接アクセスさせない（DPDK の UIO モデルとの差異）。 ## 性能特性 | 指標 | 値 | |------|----| | 最大スループット | **14.88 Mpps**（10 Gbit/s 線速） | | CPU | 900 MHz シングルコア | | 従来 API 比 | **約 20 倍**高速 | | libpcap アプリ高速化 | **5 倍以上** | ## 対比：DPDK との違い | 観点 | netmap | DPDK | |------|--------|------| | カーネルドライバ | 改変版を維持 | 完全バイパス（UIO/VFIO） | | デバイス保護 | 維持 | ユーザー空間から直接制御 | | 既存 API 互換 | libpcap エミュレーション層あり | 独自 API が中心 | | 採用 OS | FreeBSD・Linux | Linux 中心 | | 初出 | 2012（ATC '12） | 2013（Intel 主導） | ## 主な用途 - 高速パケットキャプチャ（tcpdump + libpcap エミュレーション） - ユーザー空間ルーター（Click Modular Router） - 仮想 NIC（VirtualBox・bhyve の vale スイッチ） - 負荷テストツール（pkt-gen） ## 関連概念 - [[カーネルバイパスネットワーキング]] — netmap が体現するアーキテクチャパターン - [[ゼロコピーネットワーキング]] — netmap が実現するコア最適化 - [[RPS（Receive Packet Steering）]] — カーネル内でのパケット分散（異なるレイヤーの最適化） ## 主要ソース - [[@2012__USENIX-ATC__netmap A Novel Framework for Fast Packet IO]] — 原著論文（Best Paper） ## 横断的知見 - 今後の取り込みで、複数ソース間の関係を追記する。 ## 未解決の問い - この概念をどのソース群で継続的に検証するか。