[发明专利]一种基于hash算法的万兆网卡多路分流方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络传输与处理领域，具体涉及一种基于hash算法的万兆网卡多路分流方法及其系统。

背景技术

目前的万兆零拷贝技术主要是基于Intel网卡提供硬件多队列来实现,一般来说，硬件端开启N个硬件队列，则软件端开启N路接收缓冲区进行N路流量的并行处理。

目前的万兆零拷贝技术主要是基于Intel网卡提供硬件多队列来实现，需要Intel网卡上打开RSS(Receive Side Scaling)模式，将收到的流量进行N路分流。但目前Intel网卡有个限制，RSS是基于网卡硬件hash的结果进行分流的，但Intel网卡只提供4bit来描述hash的结果，也就是说最多只能支持到16个分流结果，即16路分流。但目前主流的服务器CPU核数基本都在24以上，也就是说，目前的零拷贝机制不能满足现在多核服务器的处理需求，意味着有大量的CPU核处于空闲状态，浪费资源。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于hash算法的万兆网卡多路分流方法及其系统，本发明在网卡硬件多队列的基础上，利用软件分流的方式实现了对超过16个CPU核服务器处理的支持。本发明要解决了如何让32个cpu核同时处理16个网卡硬件队列上数据的问题。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种基于hash算法的万兆网卡多路分流方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

（1）当CPU核数大于Intel万兆网卡支持的最大分流队列数时，开启最大能支持的网卡硬件队列数目；

（2）为每个网卡硬件队列分配独立的数据缓冲区，并通过内存映射的方式将数据缓冲区映射到应用程序中；

（3）每个数据缓冲区采用循环队列的数据结构；

（4）计算CPU核数M与网卡硬件队列数N的对应关系；

（5）CPU核调用hash函数并从数据缓冲区中选取网络报文数据包。

其中，所述步骤（2）中，内核驱动对数据缓冲区的修改对应到应用程序中。

其中，所述步骤（3）中，所述循环队列的数据结构为无锁算法。

其中，所述步骤（4）中，所述CPU核数M大于网卡硬件队列数N，对于所述单个网卡硬件队列，是多对一的映射关系。

其中，所述步骤（5）中，至少一个CPU线程调用同一个hash函数；至少一个的CPU核选取同一个网卡硬件队列的网络报文数据包。

本发明基于另一目的提供的一种基于hash算法的万兆网卡多路分流系统，其改进之处在于，所述系统包括内核驱动、共享内存和至少一个的CPU核；网络数据报文传送给内核驱动后载传输给共享内存；所述共享内存的数据报文对应到应用程序中，供至少一个的CPU核选取网络报文数据包。

其中，所述内核驱动包括至少一个的Intel万兆网卡硬件队列，所述Intel万兆网卡硬件队列与共享内存数据缓冲区一一对应。

其中，所述网卡硬件队列与CPU核采用一对多的映射关系。

与现有技术比，本发明达到的有益效果是：

本发明提供的基于hash算法的万兆网卡多路分流方法及其系统，在硬件多队列的基础上，利用软件分流的方式实现了对超过16个CPU核服务器处理的支持，并实现了网卡硬件队列与CPU核一对多的映射关系。本发明要解决了如何让32个cpu核同时处理16个网卡硬件队列上数据的问题。

附图说明

图1是本发明提供的基于hash算法的万兆网卡多路分流方法实现示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明提供的基于hash算法的万兆网卡多路分流方法包括下述步骤：

（1）当CPU核数大于Intel万兆网卡支持的最大分流队列数时，开启最大能支持的网卡硬件队列数目：当CPU核数M大于万兆网卡支持的最大分流网卡硬件队列数N时，开启最大能支持的网卡硬件队列数目；M和N为自然数，M和N均大于2。

硬件队列为网卡上的硬件队列queue，如intel万兆网卡支持的硬件队列个数最多为16，那么在8CPU核的服务器上开启8个网卡上的硬件队列，在32CPU核的服务器上开启16个网卡上的硬件队列。