[发明专利]网络存储业务的描述符队列和内存优化方法、系统及应用

权利要求书

1.一种网络存储业务的描述符队列和内存优化方法，其特征在于，所述网络存储业务的描述符队列和内存优化方法在网络数据读取方向：将网卡的发送描述符队列与存储器的读取描述符队列相结合；在网络数据存储方向：将网卡的接收描述符队列与存储器的写入描述符队列相结合。

2.如权利要求1所述网络存储业务的描述符队列和内存优化方法，其特征在于，在网络数据读取方向，所述网络存储业务的描述符队列和内存优化方法包括：

(1)主机创建描述符环形缓冲区并使用描述符填充描述符缓冲区，所述描述符指向主存上分配好的内存空间做为数据Buffer使用，主机将所述描述符环形缓冲区的地址同时通知给存储器设备的读取通道和网卡设备的发送通道，即存储器设备的读取通道和网卡设备的发送通道共用一个描述符环形缓冲区；

(2)主机将可用的描述符通过配置寄存器的方式通知存储器设备，存储设备检查可用的描述符个数，并通过DMA将描述符从描述符环形队列中搬移到存储器设备；存储器设备提取出描述符中所包含的Buffer的地址、长度信息以及所要读取数据在存储器上的地址信息，并使用DMA的方式将数据搬移到内存中的缓冲区；

(3)存储器设备将数据搬移的执行状态写回到描述符队列中对应描述符的状态字段中，并以点对点P2P操作的方式通知网卡在发送描述符环形缓冲区上有新的描述符可用；

(4)网卡设备检查可用的发送描述符个数，并读取描述符环形缓冲区；解析描述符并提取描述符中的Buffer地址、长度和存储器设备搬移数据的状态信息，并使用DMA的方式从主存的Buffer中读取数据，最终数据通过网络发送。

3.如权利要求2所述网络存储业务的描述符队列和内存优化方法，其特征在于，步骤(1)中，所述存储器设备指的是SSD或者其他非易失性存储设备而非主存。

4.如权利要求2所述网络存储业务的描述符队列和内存优化方法，其特征在于，步骤(1)中，所述描述符包括三个部分：需要读取的存储器文件句柄、指向主存Buffer的指针和存储器执行状态；

其中，所述描述符环形缓冲区采用多队列的形式管理并支持通过存储设备的读取通道和网卡的发送通道共用缓冲区传递控制信息，包括：

驱动负责维护描述符缓冲区的生产者指针，而存储器做为使用者维护消费者者指针，驱动没生成新的读取请求后，调制成描述符置入描述符环形缓冲区并更新生产者指针，存储器检查到生产者指针更新后读取并处理对应的描述符，并在处理完成后将状态信息更新到对应描述符后，使用硬件更新网卡的消费者指针，以使得该描述符被网卡处理。

5.如权利要求1所述网络存储业务的描述符队列和内存优化方法，其特征在于，在网络数据存储方向，所述网络存储业务的描述符队列和内存优化方法包括：

(1)主机创建描述符环形缓冲区并使用描述符填充描述符缓冲区，所述描述符指向主存上分配好的内存空间做为数据Buffer使用，主机将所述描述符环形缓冲区的地址同时通知给网卡设备的接收通道和存储器设备的存储通道，即存储器设备的存储通道和网卡设备的接收通道共用一个描述符环形缓冲区；

(2)网卡将描述符预读取到网卡的接收通道并提取出描述符中所包含的Buffer的地址、长度信息以及所要存储数据在存储器上的地址信息，然后等待存储业务的接收，当从远端接收到存储业务数据时，将数据以DMA的方式搬移到描述符指向的Buffer缓冲区；

(3)网卡设备将网络数据的接收信息和数据搬移状态写回到描述符的状态字段，并通过P2P的方式通知存储器设备存在可用描述符；

(4)存储器设备读取可用的描述符并按序进行解析后，使用DMA的方式将数据从Buffer缓冲区搬移到存储器设备并存储。