[发明专利]Linux设备的网络数据转发方法及系统

说明书

本发明公开了一种Linux设备的网络数据转发方法及系统，涉及Linux网络数据转发技术领域。该方法的步骤为：判断哈希链表中是否存在与接收数据包对应的哈希表项，若是，将接收数据包进行转发否则Linux设备在哈希链表中，根据接收数据包形成哈希表项；接收数据包经CPU处理形成发送数据包；若哈希链表中存在与数据包信息对应的哈希表项，将发送数据包的头部信息，与哈希表项中的数据包的头部信息进行比对，得到差异头部信息，将差异头部信息添加至哈希表项后，将发送数据包通过Linux的标准网络协议栈进行转发。本发明能够在不依赖硬件网络加速器转发数据包的基础上，降低数据包丢包的几率，缩短数据包的转发时间，提高数据包的转发效率。

技术领域

本发明涉及Linux网络数据转发技术领域，具体涉及一种Linux设备的网络数据转发方法及系统。

背景技术

Linux系统是一种多任务，多线程及多CPU的开源操作系统，自1990年问世以来，衍生出多种版本，并广泛被用于各类硬件设备(即Linux设备)上，例如家庭网关、平板电脑、手机以及各种服务器等。

以家庭网关为例，运行Linux系统的家庭网关作为一款能够提供用户上网、视频及语音服务的终端产品，应用越来越广泛，客户的需求也越来越丰富，其中用户对于上网带宽提升需求尤为强烈，需求从以前的几兆上升到目前的几十兆甚至上百兆。第一代家庭网关采用linux系统自带的数据转发逻辑，依靠运行于CPU的软件对网络数据进行转发，第二代的家庭网关集成了硬件网络加速器，依靠硬件网络加速器将一些特定网络数据报文绕开linux系统进行快速转发。

第一代家庭网关(即依靠运行于CPU的软件对网络数据进行转发)的网络数据转发方法为：每个网络数据包都有可能会被处理，一旦被处理，数据包会完整的通过Linux的标准网络协议栈进行转发，Linux的标准网络协议栈由CPU控制。

第一代家庭网关的缺陷为：当数据包的数量过多、或者数据包的转发流量(所需的CPU载荷)较大时，会导致CPU的载荷过高，CPU载荷过高会使得数据包有可能被丢弃，进而降低网络速率，影响家庭网关的网络带宽；与此同时，通过Linux的标准网络协议栈进行转发数据包时，需要进行多层判断处理，进而延长了数据包转发时间，降低了数据包转发效率。

第二代家庭网关(即依靠硬件网络加速器转发网络数据报文)的网络数据转发方法为：将特定的网络数据报文通过硬件网络加速器转发，进而绕开CPU了，这样就不会影响CPU的载荷。

第二代家庭网关的缺陷为：

(1)硬件网络加速器只能转发特定类型的网络数据报文，而且硬件网络加速器需要依赖特定的CPU硬件；因此硬件网络加速器转发的报文类型和使用需求具有一定的限制，适用范围比较单一，通用性较差。

(2)CPU无法控制硬件网络加速器转发的网络数据报文，进而无法得知网络数据报文信息(例如网络数据报文的限速、网页内容限制等)，网络数据报文的安全存在一定的隐患。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：如何在不依赖硬件网络加速器转发数据包的基础上，降低数据包丢包的几率，缩短数据包的转发时间，提高数据包的转发效率。

为达到以上目的，本发明提供的Linux设备的网络数据转发方法，包括以下步骤：

步骤A：Linux设备获取接收数据包的数据包信息和数据包头部信息后，判断哈希链表中是否存在与接收数据包对应的哈希表项，若是，转到步骤E，否则转到步骤B；

步骤A中存在与接收数据包对应的哈希表项的标准为：哈希表项中存在与接收数据包相同的数据包信息、且存在接收数据包头部信息中的部分信息；

步骤B：Linux设备在哈希链表中，根据接收数据包的内容与数据包信息，形成哈希表项，转到步骤C；