專利名稱：基于零拷貝方式的多隊(duì)列報(bào)文發(fā)送和接收方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于零拷貝方式的多隊(duì)列報(bào)文發(fā)送和接收方
法方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，相關(guān)技術(shù)進(jìn)行報(bào)文發(fā)送和接收的方法存在以下缺點(diǎn) (1)只能基于零拷貝方式在單個(gè)數(shù)據(jù)隊(duì)列進(jìn)行報(bào)文發(fā)送、接收操作； (2)當(dāng)多個(gè)應(yīng)用程序同時(shí)進(jìn)行報(bào)文發(fā)送、接收操作時(shí)，需要采用互斥操作，維護(hù)緩
沖區(qū)隊(duì)列的同步； (3)無法充分利用多核CPU的處理能力； (4)應(yīng)用程序利用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧進(jìn)行報(bào)文接收，無法保證報(bào)文的同源同宿 (相同的源、目的IP地址或相反方向的報(bào)文)。

發(fā)明內(nèi)容
針對相關(guān)技術(shù)中存在的的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種，以解決上述問題中 的至少之一。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于零拷貝方式的多隊(duì)列
報(bào)文發(fā)送和接收方法，該方法包括網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序申請用于發(fā)送和接收報(bào)文的多個(gè)報(bào)文緩
沖區(qū)隊(duì)列；當(dāng)網(wǎng)卡接收報(bào)文時(shí)，采用零拷貝方式接收報(bào)文，并將所接收的報(bào)文存儲(chǔ)到多個(gè)報(bào)
文緩沖區(qū)隊(duì)列中相應(yīng)的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中；以及當(dāng)網(wǎng)卡發(fā)送報(bào)文時(shí)，指定報(bào)文存儲(chǔ)到多個(gè)
報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中的哪個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中，然后采用零拷貝方式進(jìn)行報(bào)文發(fā)送。 優(yōu)選地，當(dāng)網(wǎng)卡接收報(bào)文時(shí)，根據(jù)所接收的報(bào)文頭中的源IP地址和目的IP地址進(jìn)
行哈希運(yùn)算。 優(yōu)選地，當(dāng)網(wǎng)卡發(fā)送報(bào)文時(shí)，能夠同時(shí)運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)行發(fā)送操作，每 個(gè)應(yīng)用程序使用不同的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于零拷貝方式的多隊(duì)列 報(bào)文發(fā)送和接收裝置，該裝置包括隊(duì)列申請模塊，用于申請用于發(fā)送和接收報(bào)文的多個(gè)報(bào) 文緩沖區(qū)隊(duì)列；報(bào)文接收模塊，用于當(dāng)網(wǎng)卡接收報(bào)文時(shí)，采用零拷貝方式接收報(bào)文，并將所 接收的報(bào)文存儲(chǔ)到多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中相應(yīng)的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中；以及報(bào)文發(fā)送模塊， 當(dāng)網(wǎng)卡發(fā)送報(bào)文時(shí)，指定報(bào)文存儲(chǔ)到多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中的哪個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中，然 后采用零拷貝方式進(jìn)行報(bào)文發(fā)送。 優(yōu)選地，當(dāng)接收報(bào)文時(shí)，報(bào)文接收模塊根據(jù)所接收的報(bào)文頭中的源IP地址和目的 IP地址進(jìn)行哈希運(yùn)算。 優(yōu)選地，當(dāng)發(fā)送報(bào)文時(shí)，同時(shí)運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)行發(fā)送操作，每個(gè)應(yīng)用程 序使用不同的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列。 借助本發(fā)明上述至少一個(gè)技術(shù)方案，通過申請多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列進(jìn)行報(bào)文發(fā)送和接收操作，本發(fā)明充分利用了多核CPU的處理能力，保證了多個(gè)應(yīng)用程序接收的報(bào)文都 同源同宿，不采用互斥操作，提高了報(bào)文的處理效率。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的基于零拷貝方式的多隊(duì)列報(bào)文發(fā)送和接收方法的流程圖；以 及 圖2是根據(jù)本發(fā)明的基于零拷貝方式的多隊(duì)列報(bào)文發(fā)送和接收方法的框圖。
具體實(shí)施方式

功能概述 考慮到相關(guān)技術(shù)中存在的的問題，本發(fā)明提出了一種基于零拷貝方式的多隊(duì)列報(bào) 文發(fā)送和接收方法和裝置. 正常情況下，報(bào)文的發(fā)送、接收各使用一個(gè)報(bào)文隊(duì)列。這樣，當(dāng)多個(gè)應(yīng)用程序同時(shí) 進(jìn)行報(bào)文的發(fā)送或者接收操作時(shí)，就需要對報(bào)文隊(duì)列進(jìn)行互斥操作。為了解決此問題，我們 創(chuàng)建多個(gè)報(bào)文隊(duì)列，每個(gè)應(yīng)用程序通過參數(shù)確定所使用的報(bào)文隊(duì)列號。這樣，每個(gè)應(yīng)用程序 可以同時(shí)使用自己的報(bào)文隊(duì)列。對每個(gè)應(yīng)用程序來說，除了在函數(shù)調(diào)用時(shí)需要指定隊(duì)列號 外，其他方面完全與一個(gè)報(bào)文隊(duì)列時(shí)的情況相同。 通過申請多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列并且采用零拷貝方式進(jìn)行報(bào)文發(fā)送和接收操作，充 分利用了多核CPU的處理能力，保證了多個(gè)應(yīng)用程序接收的報(bào)文都同源同宿，不采用互斥 操作，提高了報(bào)文的處理效率。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的基于零拷貝方式的多隊(duì)列報(bào)文發(fā)送和接收方法的流程圖。如
圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的基于零拷貝方式的多隊(duì)列報(bào)文發(fā)送和接收方法包括 步驟S102，網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序申請用于發(fā)送和接收報(bào)文的多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列； 步驟S 104，當(dāng)網(wǎng)卡接收報(bào)文時(shí)，采用零拷貝方式接收報(bào)文，并將所接收的報(bào)文存
儲(chǔ)到多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中相應(yīng)的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中；以及當(dāng)網(wǎng)卡發(fā)送報(bào)文時(shí)，指定報(bào)文
存儲(chǔ)到多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中的哪個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中，然后采用零拷貝方式進(jìn)行報(bào)文發(fā)送。 其中，當(dāng)網(wǎng)卡接收報(bào)文時(shí)，可以根據(jù)所接收的報(bào)文頭中的源IP地址和目的IP地址 進(jìn)行哈希運(yùn)算，然后進(jìn)行報(bào)文的存儲(chǔ)，以保證報(bào)文的同源同宿。 其中，哈希算法就是首先分別從源IP地址、目的IP地址的32位二進(jìn)制數(shù)中提取 固定位置、固定數(shù)量的二進(jìn)制數(shù)，比如12位到20位共9位數(shù)，然后將這組數(shù)進(jìn)行異或操作， 并根據(jù)隊(duì)列數(shù)進(jìn)行取余數(shù)操作。這樣，就可以將不同報(bào)文存儲(chǔ)到不同的報(bào)文隊(duì)列中，同時(shí)也 保證了報(bào)文的同源同宿。 其中，當(dāng)網(wǎng)卡發(fā)送報(bào)文時(shí)，能夠同時(shí)運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)行發(fā)送操作，每個(gè) 應(yīng)用程序使用不同的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列。 圖2是根據(jù)本發(fā)明的基于零拷貝方式的多隊(duì)列報(bào)文發(fā)送和接收裝置。如圖2所示， 根據(jù)本發(fā)明的基于零拷貝方式的多隊(duì)列報(bào)文發(fā)送和接收裝置200包括隊(duì)列申請模塊202， 用于申請用于發(fā)送和接收報(bào)文的多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列；報(bào)文接收模塊204，用于當(dāng)網(wǎng)卡接 收報(bào)文時(shí)，采用零拷貝方式接收報(bào)文，并將所接收的報(bào)文存儲(chǔ)到多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中相應(yīng)的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中；以及報(bào)文發(fā)送模塊206，當(dāng)網(wǎng)卡發(fā)送報(bào)文時(shí)，指定報(bào)文存儲(chǔ)到多個(gè)
報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中的哪個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中，然后采用零拷貝方式進(jìn)行報(bào)文發(fā)送。 其中，當(dāng)接收報(bào)文時(shí)，報(bào)文接收模塊根據(jù)所接收的報(bào)文頭中的源IP地址和目的IP
地址進(jìn)行哈希運(yùn)算。當(dāng)發(fā)送報(bào)文時(shí)，同時(shí)運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)行發(fā)送操作，每個(gè)應(yīng)用
程序使用不同的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列，這樣，不需要進(jìn)行互斥操作。 綜上所述，借助本發(fā)明上述至少一個(gè)技術(shù)方案，通過通過申請多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì) 列并且采用零拷貝方式進(jìn)行報(bào)文發(fā)送和接收操作，本發(fā)明充分利用了多核CPU的處理能 力，保證了多個(gè)應(yīng)用程序接收的報(bào)文都同源同宿，不采用互斥操作，提高了報(bào)文的處理效率。。 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用 的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成 的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們 中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的 硬件和軟件結(jié)合。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種基于零拷貝方式的多隊(duì)列報(bào)文發(fā)送和接收方法，其特征在于，所述方法包括網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序申請用于發(fā)送和接收報(bào)文的多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列；當(dāng)網(wǎng)卡接收報(bào)文時(shí)，采用零拷貝方式接收報(bào)文，并將所接收的報(bào)文存儲(chǔ)到所述多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中相應(yīng)的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中；以及當(dāng)網(wǎng)卡發(fā)送報(bào)文時(shí)，指定所述報(bào)文存儲(chǔ)到所述多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中的哪個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中，然后采用零拷貝方式進(jìn)行報(bào)文發(fā)送。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述網(wǎng)卡接收報(bào)文時(shí)，根據(jù)所接收的報(bào) 文頭中的源IP地址和目的IP地址進(jìn)行哈希運(yùn)算。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述網(wǎng)卡發(fā)送報(bào)文時(shí)，能夠同時(shí)運(yùn)行一 個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)行發(fā)送操作，每個(gè)所述應(yīng)用程序使用不同的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列。
4. 一種基于零拷貝方式的多隊(duì)列報(bào)文發(fā)送和接收裝置，其特征在于，所述裝置包括 隊(duì)列申請模塊，用于申請用于發(fā)送和接收報(bào)文的多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列； 報(bào)文接收模塊，用于當(dāng)網(wǎng)卡接收報(bào)文時(shí)，采用零拷貝方式接收報(bào)文，并將所接收的報(bào)文存儲(chǔ)到所述多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中相應(yīng)的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中；以及報(bào)文發(fā)送模塊，當(dāng)網(wǎng)卡發(fā)送報(bào)文時(shí)，指定所述報(bào)文存儲(chǔ)到所述多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中 的哪個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中，然后采用零拷貝方式進(jìn)行報(bào)文發(fā)送。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，當(dāng)接收報(bào)文時(shí)，所述報(bào)文接收模塊根據(jù)所 接收的報(bào)文頭中的源IP地址和目的IP地址進(jìn)行哈希運(yùn)算。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，當(dāng)發(fā)送報(bào)文時(shí)，同時(shí)運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用 程序進(jìn)行發(fā)送操作，每個(gè)所述應(yīng)用程序使用不同的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于零拷貝方式的多隊(duì)列報(bào)文發(fā)送和接收方法和裝置，其中，該方法包括網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序申請用于發(fā)送和接收報(bào)文的多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列；當(dāng)網(wǎng)卡接收報(bào)文時(shí)，采用零拷貝方式接收報(bào)文，并將所接收的報(bào)文存儲(chǔ)到多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中相應(yīng)的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中；以及當(dāng)網(wǎng)卡發(fā)送報(bào)文時(shí)，指定報(bào)文存儲(chǔ)到多個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中的哪個(gè)報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中，然后采用零拷貝方式進(jìn)行報(bào)文發(fā)送。本發(fā)明充分利用了多核CPU的處理能力，保證了多個(gè)應(yīng)用程序接收的報(bào)文都同源同宿，不采用互斥操作，提高了報(bào)文的處理效率。
文檔編號H04L12/56GK101719872SQ20091024231
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者歷軍, 李永成, 聶華, 邵宗有 申請人:曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司