[發(fā)明專利]網(wǎng)絡(luò)接口卡傳輸控制協(xié)議加速卸載故障檢測和恢復(fù)機(jī)制

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880003293.1
• 申請日: 2008-01-21
• 公開（公告）號: CN101601256A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: O·卡多納;J·B·坎寧安;B·德利翁三世;V·文卡塔蘇布拉
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所
• 代理人: 于 靜;楊曉光

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及改進(jìn)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，具體地說，涉及檢測和恢復(fù) 網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)傳輸控制協(xié)議(TCP)加速卸載故障的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的 方法和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，由于通信標(biāo)準(zhǔn)及網(wǎng)絡(luò)可用性的增強(qiáng)，數(shù)據(jù)通信呈指數(shù)式發(fā)展。 傳輸控制協(xié)議(TCP)是一種確保傳輸和接收數(shù)據(jù)分組的順序與發(fā)送所述 數(shù)據(jù)的順序相同的標(biāo)準(zhǔn)，并且將網(wǎng)際協(xié)議(IP)與TCP結(jié)合使用來指定如 何跨因特網(wǎng)在系統(tǒng)之間傳輸信息。多數(shù)計(jì)算機(jī)都具有使用TCP/IP協(xié)議通 過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收信息的網(wǎng)絡(luò)接口卡。

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口卡中，TCP棧先使用系統(tǒng)處理器將TCP段分為以太 網(wǎng)幀，然后再將數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)接口卡。這需要大量的處理時間，尤其是 在網(wǎng)絡(luò)接口卡每秒可以生成數(shù)萬個中斷的千兆網(wǎng)絡(luò)中。這些中斷甚至將使 用更多的處理器周期。

盡管局域網(wǎng)(LAN)技術(shù)(具體地說，以太網(wǎng))，每三到四年將介質(zhì) 速度提高十倍，但是中央處理單元(CPU)的速度卻是每隔一年提高一倍。 因此，CPU很快成為高輸入/輸出(I/O)性能系統(tǒng)中的瓶頸。為了緩解處 理器性能中的這種滯后，可以將不斷增多的本機(jī)功能卸載到I/O適配器以 加速數(shù)據(jù)吞吐量。吞吐量是對特定時間量內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量的測量。卸載功 能減少了主機(jī)CPU的工作負(fù)荷并且有利于提高I/O適配器的吞吐量。

一種TCP加速卸載功能是TCP分段卸載(TSO)。在TCP分段卸載 (也稱為“大量發(fā)送卸載”(LSO))中，主機(jī)TCP協(xié)議棧創(chuàng)建最大為 64KB的大型TCP段。此大型段然后被傳遞到IP協(xié)議棧，在IP協(xié)議棧中， 所述段被封裝在單個IP分組中。封裝后的段然后被傳遞到網(wǎng)絡(luò)接口卡設(shè)備 驅(qū)動器并最終被傳遞到網(wǎng)絡(luò)接口卡以便傳輸。實(shí)現(xiàn)TCP分段卸載的網(wǎng)絡(luò)接 口卡然后將此單個大型TCP段再次分段為多個更小的TCP段并為每個分 段插入必要的以太網(wǎng)/IP/TCP標(biāo)頭信息，對于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)連接，這些更小 的TCP段通常為1460個字節(jié)。借助主機(jī)TCP棧可以創(chuàng)建較大的分組，可 以獲得使用分段卸載的性能益處，這通常可轉(zhuǎn)換為降低主機(jī)處理器利用率。 借助較大的PCI數(shù)據(jù)事務(wù)通常轉(zhuǎn)換為較高的PCI總線吞吐量，可以獲得附 加的性能益處。由于將緩沖區(qū)分段為以太網(wǎng)幀的工作由網(wǎng)絡(luò)接口卡完成， 因此處理器可用于執(zhí)行其他任務(wù)。

另一TCP加速卸載功能是TCP校驗(yàn)和卸載(TCO)。在TCP校驗(yàn) 和卸載中，實(shí)現(xiàn)TCP校驗(yàn)和卸載的網(wǎng)絡(luò)接口卡執(zhí)行TCP校驗(yàn)和的計(jì)算， 而不是主機(jī)CPU計(jì)算TCP校驗(yàn)和。TCP校驗(yàn)和卸載可以顯著降低主機(jī) CPU的工作負(fù)荷，因?yàn)閳?zhí)行TCP有效負(fù)載、TCP標(biāo)頭以及IP標(biāo)頭的校驗(yàn) 和的任務(wù)被卸載到網(wǎng)絡(luò)接口卡。主機(jī)協(xié)議層可以可選地計(jì)算TCP偽標(biāo)頭校 驗(yàn)和(取決于網(wǎng)絡(luò)接口卡的特定要求)并將該值放入校驗(yàn)和字段中。網(wǎng)絡(luò) 接口卡然后可以計(jì)算正確的TCP校驗(yàn)和而不必引用IP標(biāo)頭。

當(dāng)TCP加速卸載功能按預(yù)期運(yùn)行時，可顯著增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)性能。因 此，許多操作系統(tǒng)利用這些加速功能，包括公司出品的(Advanced?Interactive?eXecutive)。

但是，目前的TCP加速卸載功能的顯著限制是當(dāng)這些加速卸載功能無 法正確運(yùn)行時，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的問題。例如，由于實(shí)現(xiàn)TCP校驗(yàn)和生成器 邏輯的網(wǎng)絡(luò)接口卡的硬件狀態(tài)機(jī)或微代碼的故障，因此網(wǎng)絡(luò)接口卡中的所 述邏輯可能轉(zhuǎn)變?yōu)椤安涣肌睜顟B(tài)。在這種情況下，由適配器發(fā)送的每個TCP 校驗(yàn)和卸載分組都具有無效的TCP校驗(yàn)和，這將導(dǎo)致這些分組被目的地主 機(jī)丟棄。因此，當(dāng)加速卸載功能無法按預(yù)期運(yùn)行時，可能發(fā)生嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò) 性能下降，通常嚴(yán)重到網(wǎng)絡(luò)似乎無法實(shí)際使用。

發(fā)明內(nèi)容

示例性實(shí)施例提供了一種檢測和恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)接口卡TCP加速卸載故障 的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。響應(yīng)于接收對傳輸控制協(xié)議段的確 認(rèn)失敗，所述傳輸控制協(xié)議段包含對網(wǎng)絡(luò)接口卡中的傳輸控制協(xié)議卸載功 能的請求，在沒有對傳輸控制協(xié)議卸載功能的請求的情況下重傳所述傳輸 控制協(xié)議段。當(dāng)在沒有對傳輸控制協(xié)議卸載功能的請求的情況下接收到對 重傳的傳輸控制協(xié)議段的確認(rèn)時，遞增指示所述傳輸控制協(xié)議卸載功能的 故障的計(jì)數(shù)器。響應(yīng)于所述計(jì)數(shù)器超過預(yù)定的允許故障數(shù)，停止所有對所 述網(wǎng)絡(luò)接口卡的所述傳輸控制協(xié)議卸載功能的請求。

附圖說明

現(xiàn)在僅通過實(shí)例的方式參考附圖描述本發(fā)明，這些附圖是：