一種軟硬件結(jié)合實現(xiàn)TCP亂序緩沖區(qū)管理的方法

(19)中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利說明書(10)申請公布號CN102082688A

(43)申請公布日2011.06.01(21)申請?zhí)朇N201010611748.7(22)申請日2010.12.17(71)申請人曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司地址100084北京市海淀區(qū)水磨西街64號(72)發(fā)明人劉朝輝紀奎竇曉光張英文李靜(74)專利代理機構(gòu)北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司代理人徐國文(51)Int.CI H04L12/24

H04L12/56

H04L29/06權(quán)利要求說明書說明書幅圖(54)發(fā)明名稱 一種軟硬件結(jié)合實現(xiàn)TCP亂序緩沖區(qū)管理的方法(57)摘要 本發(fā)明提供了一種軟硬件結(jié)合實現(xiàn)TCP亂序緩沖區(qū)管理的方法。硬件負責(zé)亂序緩沖區(qū)的申請和使用，軟件負責(zé)亂序緩沖區(qū)的釋放，硬件網(wǎng)卡接收到亂序TCP報文后，申請亂序緩沖區(qū)，并通知軟件TCP連接發(fā)生了亂序，接口庫軟件處理亂序TCP連接時，把亂序緩沖區(qū)串聯(lián)到一個鏈表中，需要刪除亂序緩沖區(qū)時，軟件查找鏈表，并通知硬件釋放緩沖區(qū)。本發(fā)明實現(xiàn)了大容量TCP亂序緩沖區(qū)管理，使TCP卸載系統(tǒng)可以在高速網(wǎng)絡(luò)上進行亂序重排。法律狀態(tài)法律狀態(tài)公告日法律狀態(tài)信息法律狀態(tài)2022-08-12專利權(quán)的轉(zhuǎn)移IPC(主分類):H04L12/24專利號:ZL2010106117487登記生效日:20220802變更事項:專利權(quán)人變更前權(quán)利人:曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司變更后權(quán)利人:曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司變更事項:地址變更前權(quán)利人:100084北京市海淀區(qū)水磨西街64號變更后權(quán)利人:100193北京市海淀區(qū)東北旺西路8號院36號樓變更事項:專利權(quán)人變更前權(quán)利人:變更后權(quán)利人:曙光信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司專利申請權(quán)、專利權(quán)的轉(zhuǎn)移

權(quán)利要求說明書1.一種軟硬件結(jié)合實現(xiàn)TCP亂序緩沖區(qū)管理的方法，其特征在于：包括以下步驟：

A、網(wǎng)卡接收到一個TCP連接的報文后，如果報文發(fā)生了亂序，則從板載內(nèi)存中申請一個亂序緩沖區(qū)，用來對該連接的報文進行排序；

B、網(wǎng)卡在向軟件傳輸該TCP連接的報文時，通過在報文的報頭中設(shè)置一個標記，通知軟件該連接發(fā)生了亂序，占用了一個亂序緩沖區(qū)；

C、接口庫收到發(fā)生亂序的TCP連接的報文后，把該TCP連接串連到一個亂序TCP鏈表中，并對鏈表的最大容量進行維護；

D、當(dāng)亂序TCP容量超過系統(tǒng)預(yù)設(shè)的閾值時，接口庫軟件從鏈表中找出一個需要釋放的亂序TCP連接，通知硬件釋放該連接的亂序緩沖區(qū)。

2.如權(quán)利要求1所述一種軟硬件結(jié)合實現(xiàn)TCP亂序緩沖區(qū)管理的方法，其特征在于：所述D步驟中軟件查找需要釋放的亂序緩沖區(qū)時，可以按最老連接，最少使用連接等方法選擇，并通知釋放該連接的亂序緩沖區(qū)。

說明書技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體涉及一種軟硬件結(jié)合實現(xiàn)TCP亂序緩沖區(qū)管理的方法。

背景技術(shù)

TCP卸載技術(shù)是把主機軟件中的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧處理固化到網(wǎng)卡硬件中實現(xiàn)，以便降低系統(tǒng)cpu負載，增大網(wǎng)絡(luò)IO帶寬的技術(shù)。TCP卸載系統(tǒng)一般包括兩部分功能，第一部分是TCP連接狀態(tài)管理，用TCP連接表來維護每個TCP連接開始、數(shù)據(jù)傳輸、關(guān)閉的狀態(tài)。第二部分是TCP數(shù)據(jù)管理，用來把亂序的TCP報文的數(shù)據(jù)進行重新排序，把TCP傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提取出來提交給主機。

在硬件中進行TCP亂序重排時，需要使用緩沖區(qū)緩存亂序數(shù)據(jù)，需要復(fù)雜的亂序緩沖區(qū)管理機制，其中最重要的是亂序緩沖區(qū)的分配和釋放。

一般TCP卸載系統(tǒng)中，硬件每次分配和釋放亂序緩沖區(qū)都要多次訪問板載內(nèi)存，特別是釋放緩沖區(qū)時，往往需要查找最老的緩沖區(qū)，受限于硬件的板載內(nèi)存容量和專用芯片時鐘頻率，一般硬件系統(tǒng)難以實現(xiàn)高效的查找，導(dǎo)致不能對大容量的亂序緩沖區(qū)進行管理，難以滿足高速網(wǎng)絡(luò)的tcp亂序重排要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是通過軟件增強硬件的TCP亂序緩沖區(qū)管理能力，使TCP卸載系統(tǒng)支持大容量亂序緩沖區(qū)。

一種軟硬件結(jié)合實現(xiàn)TCP亂序緩沖區(qū)管理的方法，包括以下步驟：

A、網(wǎng)卡接收到一個TCP連接的報文后，如果報文發(fā)生了亂序，則從板載內(nèi)存中申請一個亂序緩沖區(qū)，用來對該連接的報文進行排序；

B、網(wǎng)卡在向軟件傳輸該TCP連接的報文時，通過在報文的報頭中設(shè)置一個標記，通知軟件該連接發(fā)生了亂序，占用了一個亂序緩沖區(qū)；

C、接口庫收到發(fā)生亂序的TCP連接的報文后，把該TCP連接串連到一個亂序TCP鏈表中，并對鏈表的最大容量進行維護；

D、當(dāng)亂序TCP容量超過系統(tǒng)預(yù)設(shè)的閾值時，接口庫軟件從鏈表中找出一個需要釋放的亂序TCP連接，通知硬件釋放該連接的亂序緩沖區(qū)。

本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案在于：

所述D步驟中軟件查找需要釋放的亂序緩沖區(qū)時，可以按最老連接，最少使用連接等方法選擇，并通知釋放該連接的亂序緩沖區(qū)。

本發(fā)明實現(xiàn)了大容量TCP亂序緩沖區(qū)管理，使TCP卸載系統(tǒng)可以在高速網(wǎng)絡(luò)上進行亂序重排。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

<mode-for-invention><p>具體實施方式

硬件中使用板載內(nèi)存中的亂序緩沖區(qū)對亂序報文進行排序，在亂序緩沖區(qū)管理過程中，硬件負責(zé)亂序緩沖區(qū)的申請和使用。

軟件在應(yīng)用軟件API接口庫中，建立使用中的亂序緩沖區(qū)的鏈表，對亂序緩沖區(qū)進行管理，軟件負責(zé)亂序緩沖區(qū)的釋放。

實現(xiàn)方法和過程如下：

(1)硬件網(wǎng)卡接收到亂序TCP報文，申請亂序緩沖區(qū)。

硬件網(wǎng)卡接收到一個TCP連接的報文后，如果報文發(fā)生了亂序，則從板載內(nèi)存中申請一個亂序緩沖區(qū)，用來對該連接的報文進行排序。

(2)硬件網(wǎng)卡通知軟件TCP連接發(fā)生了亂序。

硬件在向軟件傳輸該TCP連接的報文時，通過在報文的報頭中設(shè)置一個標記，通知軟件該連接發(fā)生了亂序，占用了一個亂序緩沖區(qū)。

(3)接口庫軟件處理亂序TCP連接，通知硬件釋放緩沖區(qū)。