[发明专利]一种基于DPDK的大页内存动态迁移的方法与装置

说明书

本发明公开了一种基于DPDK的大页内存动态迁移的方法与装置，当从大页内存池中申请大页内存失败时，从存在足够空闲大页内存的buffer池中借调所需的大页内存空间；将借调的该大页内存空间的归属信息注册到恢复线程，同时将归属信息同步到对应的控制信息中；动态监控大页内存池中的内存变化，当存在大页内存富余时，根据恢复线程中注册的归属信息申请新的大页内存空间并填充到对应buffer池中；当大页内存使用者主动释放已申请的大页内存空间时，将借调的大页内存空间释放回对应buffer池。本申请可实现大页内存的二次灵活使用，避免内存申请失败造成的业务中断、设备异常等问题，提高大页内存利用率。

技术领域

本发明属于数据通信技术领域，更具体地，涉及一种基于DPDK的大页内存动态迁移的方法与装置。

背景技术

传统网络设备的转发平台是基于专用的网络芯片搭建的，如cavium的cn78xx网络处理器。基于专用的网络芯片的技术方案，导致硬件依赖程度高，业务开发的灵活性受硬件限制，进一步造成业务开发周期变长，市场交付周期延迟，产品开发成本被进一步增加。DPDK(Intel Data Plane Development Kit，即英特尔数据平面开发工具包)技术，是基于通用处理器(如x86和arm)进行多核软转发平台的搭建。该技术方案即保证了数据处理性能和吞吐量，又提供了灵活的业务开发模式，可以加速业务特性开发和产品市场交付。

当前技术潮流则是DPDK和NFV(Network Functions Virtualization，即网络功能虚拟化)的融合，即在服务器硬件平台上，通过虚拟化技术，使用DPDK转发框架来实现报文转发。这种融合的技术方案，可以根据业务特性和用户需求，动态灵活地进行开发和部署；也正是因为此特性，该技术方案正在NFV、云计算、网络安全等领域被大量使用。作为数通领域的发展趋势，在通用芯片为载体的服务器上，利用虚拟化技术实现硬件资源的高效实用，同时使用DPDK完成报文的快速转发的技术方案，以其通用性、灵活性、高效性和性价比，正在实际网络环境中大量部署，且将持续增加市场占用率。而基于DPDK的软转发平台，其运行稳定性、转发高效性至关重要，直接决定了设备的可靠性。因此，基于DPDK的转转发领域的研究非常关键。

在当前DPDK框架下大页内存的使用方式如图1所示，系统中的mpls(Multi-Protocol Label Switching，即多协议标签交换)、ip(Internet Protocol，即TCP/IP体系中的网络层协议)、buffer(即承载报文的内存)以及tbl(table的缩写，即转发表项)等都使用大页内存来存储，具体是统一从大页内存池中申请大页内存使用并在使用完毕后释放到大页内存池。就大页内存的申请、释放方面，这些大页内存申请者之间处于平等地位，相互独立同时又相互竞争空闲的大页内存。由于大页内存常驻内存，无法换入换出，为了支持多DPDK实例的运行，需要对每个DPDK实例可以占用的大页内存规格进行限制，这种情况就加剧了大页内存合理分配、使用的难度。

buffer作为报文转发的承载体，其所需的大页内存需提前静态分配，且内存占用量大。当大页内存池中的空闲大页内存不足，无法满足大页内存申请者新的内存申请时，就会导致新的业务功能的失败；这时buffer池中的大页内存可能处于富余状态，但却不能够被新的大页内存申请者使用，这种情况造成了大页内存的有效利用率降低，系统的稳定性也得不到保障。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于DPDK的大页内存动态迁移的方法与装置，其目的在于大页内存紧张时通过对buffer池中初始化分配的大量大页内存进行借调，实现大页内存的成功申请，由此解决传统方案中大页内存的有效利用率低、系统稳定性差的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于DPDK的大页内存动态迁移的方法，包括：

当大页内存使用者从大页内存池中申请大页内存失败时，根据所需内存大小从存在足够空闲大页内存的buffer池中借调所需的大页内存空间；