[发明专利]分组丢失得以降低的网络卸载

说明书

技术领域

本发明一般涉及网络卸载。

更具体地说，本发明涉及经数据网络从发送单元向第一目标发送数据的第一分段的方法以及用于经数据网络从发送单元向第一目标发送数据的第一分段的装置。

此外，本发明涉及一种计算机可读介质，其上存储有用于使一个或多个处理单元执行根据本发明的方法的指令。

背景技术

当网络使能装置通过网络发送比较大块数据(后面称为分段)，例如JPEG图片或任何其它种类数据时，分段通常被网络使能装置分成几个数据分组，之后在物理介质上发送。作为一个示例，以太网分组的最大有效载荷大小是1500字节。此外，对于每个数据分组和某些协议栈(诸如TCP/IP)必须生成协议标题，诸如TCP和IP标题，对于每个数据分组还必须计算一个或几个检验和，其中一个或多个检验和存储在数据分组的标题中。

正常情况下，大块数据或分段大于有效载荷的大小(原则上，分段大小例如可以与单个字节一样小)。通常，它是有效载荷大小的几倍。

生成这些分组的过程包括传统上用软件完成标题和检验和。这可根据系统的CPU性能和网络速度使用大量的CPU性能。

通过用硬件实现特征已经提出了解决这个问题的各种解决方案。这种过程通常也称为(硬件)网络卸载。

有几个可用的硬件解决方案来执行网络卸载。用硬件完成网络卸载的一个传统方法可概括为：

-从存储器读取数据的一个MTU(最大发送单元，即，所用网络介质上一个分组的最大有效载荷大小)。

-计算有效载荷上的检验和，同时从存储器读取。

-生成标题。

-发送包括标题和有效载荷的分组。

-在发送时，从存储器读取数据的一个附加MTU。

-重复，直到分段即大块数据中的所有分组都已经发送为止。

这个解决方案的缺点是，它可以非常快的速率发送许多分组，这可引起连接接收客户机比较慢的问题。作为一个示例，考虑连接到比较快网络(例如1吉位/秒网络)的装置，它想向连接到比较慢网络(例如10兆位/秒网络)的客户机发送大分段。在这种情况下，在装置与客户机之间发送路径中的路由器必须缓冲数据，直到客户机已经全部读取它为止。这可导致路由器中的缓冲器耗尽。而且，因为路由器具有有限的缓冲器大小并且可能还需要缓冲其它发送路径的数据，所以这可导致数据分组丢失，并由此需要重传。分组丢失的可能性随着分段大小的越大而增大。

通常用软件实现的这个问题的一个先前已知的解决方案涉及向每个目标仅发送有限数量的分组，并等待确认(ACK)，之后再发送附加数据分组。然而，这增大了CPU使用率，并由于等待可能还延迟了发送数据所需的总时间。

例如，US 2006/034176描述了使用ACK的硬件实现。这个的缺点是，只能支持诸如TCP/IP的协议，其依赖于ACK的使用。

由此，存在对于解决路由器缓冲器耗尽和数据分组丢失的问题的需要。

这通过向不同的目标交错分组至少在某种程度上已经得以解决，但是其中通过相同或相似速率交错分组。

专利说明书US 7,174,393公开了用于数据通信的通信处理装置(CPD)，其提供避免大多数大的多分组消息的协议处理的快路径和慢路径消息传递。网络处理器在沿包含主机协议栈的慢路径或沿绕过主机协议栈的快路径处理消息之间进行选择。

专利说明书US 7,167,926公开了一种与主计算机一起工作进行数据通信的装置，提供避免大多数消息的协议处理的快路径，加速数据传送，并从主机CPU卸载时间密集的处理任务。主机具有验证快路径或慢路径的所选消息的处理能力。

专利说明书US 6,996,070公开了TCP卸载引擎(TOE)装置，包含并行执行TCP/IP协议处理操作的状态机。在三个不同方面，它存储TCP变量和标题值，更新多个TCP状态变量，并设置DMA移动。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种避免或最小化路由器缓冲器耗尽和/或数据分组丢失的方法(以及对应的装置)。

另一个目的是降低分段过程的CPU使用率。