降低“卡脖子”风险，中国移动智慧家庭运营中心高性能转发软件获得国内首版次软件产品权威认定

近日，中共中央政治局就加强基础研究进行了第三次集体学习，在会上，总书记强调“要打好科技仪器设备、操作系统和基础软件国产化攻坚战，鼓励科研机构、高校同企业开展联合攻关，提升国产化替代水平和应用规模，争取早日实现用我国自主的研究平台、仪器设备来解决重大基础研究问题”。

中国移动智慧家庭运营中心深入贯彻学习党中央指导思想，强化科研产出，在网络基础软件的国产化攻坚领域勇担央企责任。在浙江省经济与信息化厅日前公布的《2023年度浙江省首版次软件产品应用推广指导目录》中，由中国移动智慧家庭运营中心主导攻关的高性能转发软件（UltraPack）成功入选国内“首版次”软件产品目录，打破了高性能网络转发领域INTEL DPDK组件的垄断地位，降低了产业链在关键技术上的“卡脖子”风险。

近年来，随着云计算、云服务等领域的飞速发展，用户态高性能网络转发成为了重要的技术方向。然而该领域的核心组件却一直被国外掌控，相关产品通过开源方式垄断了国内外市场，在当前国际科技竞争日趋激烈的背景下，对产业链健康发展带来严重威胁。

图1 中国移动智慧家庭运营中心研发的高性能转发软件原理示意图

中国移动智慧家庭运营中心研发的高性能转发软件（UltraPack）基于Linux UIO技术机制，实现网卡的用户态驱动，并封装了一套网卡常用API接口，使得应用程序通过网卡API层直接操作网卡，跳过OS内核协议栈收发网络数据包，从而避免了用户态到内核态的数据拷贝和上下文切换开销，进一步提升了网络数据处理能力。UltraPack支持SM2，SM3，SM4等多种国密算法，并实现了国产主流软硬件适配，包括龙芯、申威、鲲鹏、飞腾、海光、兆芯等6款国内主流CPU，华为、网讯等2款网卡和龙蜥、统信、欧拉、麒麟等4款操作系统。UltraPack已在基础硬件、国产服务器、仪器仪表、网络设备、信息集成、安全服务等领域完成小规模应用，各业务使用效果良好，实现了业务国产替代和自主可控。

经第三方测试机构（中国信息通信研究院）的权威评测，UltraPack在INTEL CPU架构下与Intel DPDK产品性能相当，超过传统内核转发10倍以上，UltraPack在龙芯、申威、鲲鹏等国产CPU架构下性能与INTEL X86 CPU性能相当，有利于国产CPU在高性能转发领域取得高性能表现。

未来，中国移动智慧家庭运营中心将持续聚焦高性能网络能力平台相关领域重点攻关和国产化应用，推动构建全国产高性能网络系统繁荣生态。

图2 中国移动智慧家庭运营中心研发的高性能转发软件获“首版次”认定