[發(fā)明專利]虛擬內(nèi)存協(xié)議分段卸載

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910147461.0
• 申請日: 2009-06-09
• 公開（公告）號: CN101827072A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周煦;陳云宇;黃林;張冠松
• 申請（專利權(quán)）人: 飛塔公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/56;G06F12/08
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)流量加速，尤其協(xié)議分段卸載等問題。例如：傳輸控制協(xié)議(TCP)分段卸載(TSO：Transmission?Control?Protocol?segmentation?offloading)。?

背景技術(shù)

圖1所示為通常實(shí)施的傳輸控制協(xié)議分段卸載（TSO）操作。大塊向外的網(wǎng)絡(luò)流量例如有效載荷數(shù)據(jù)（payload?data）157，通常被分割為小段，例如數(shù)據(jù)包170。該操作稱為分段，通常通過傳輸控制協(xié)議在主機(jī)上執(zhí)行。如果通過單個(gè)硬件或一單個(gè)處理器，例如集成了網(wǎng)絡(luò)接口控制器（NIC:network?interface?controller）的硬件或處理器，以主機(jī)的名義執(zhí)行該操作，即稱為TCP數(shù)據(jù)包分段卸載(TSO)。?

傳統(tǒng)操作系統(tǒng)通常將虛擬內(nèi)存劃分為內(nèi)核空間（kernel?space）140與用戶空間（user?space）150。禁止用戶模式應(yīng)用程序例如用戶進(jìn)程120，寫入或進(jìn)行其他訪問內(nèi)核空間140的操作。允許用戶模式應(yīng)用程序在內(nèi)存區(qū)域用戶空間150中運(yùn)行。?

通常，TCP有效載荷數(shù)據(jù)，例如有效載荷數(shù)據(jù)157，由一用戶進(jìn)程例如用戶進(jìn)程120發(fā)出。一內(nèi)核進(jìn)程110可以創(chuàng)建報(bào)頭數(shù)據(jù)145，并保存該報(bào)頭數(shù)據(jù)145于一系統(tǒng)內(nèi)存（system?space）130的內(nèi)核空間140中。TSO用于提高系統(tǒng)吞吐率（throughput），減少中央處理器(CPU)的使用，但是在TSO的傳統(tǒng)實(shí)施中，為確保傳輸控制協(xié)議分段單元160的物理尋址，存儲(chǔ)在用戶空間150中的有效載荷數(shù)據(jù)157必須通過中央處理器（未顯示）從用戶空間150復(fù)制至鄰接（contiguous）的內(nèi)核空間140，從而創(chuàng)建一有效載荷數(shù)據(jù)的備份147。將系統(tǒng)內(nèi)存130中有效載荷數(shù)據(jù)從用戶空間150至內(nèi)核空間140的操作屬中央處理器密集型，將降低流向向外的TCP流量吞吐。?

因此，現(xiàn)有技術(shù)需要改進(jìn)向外的網(wǎng)絡(luò)流量的操作。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)流量有效傳輸?shù)姆椒ㄅc系統(tǒng)。根據(jù)一實(shí)施例提供一種執(zhí)行分段卸載的方法。一接口為一網(wǎng)絡(luò)處理器執(zhí)行一系統(tǒng)內(nèi)存的一用戶存儲(chǔ)空間(user?memory?space)的直接虛擬存儲(chǔ)尋址，從而獲取由運(yùn)行在一主機(jī)處理器上的一用戶進(jìn)程發(fā)出的有效載荷數(shù)據(jù)。然后，該網(wǎng)絡(luò)處理器通過(across)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)包將有效載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行分段。?

在上述實(shí)施例中，通過一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行有效載荷數(shù)據(jù)分段，可以涉及通過執(zhí)行TCP分段創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)傳輸控制協(xié)議(TCP)數(shù)據(jù)包。?

在上述實(shí)施例的各種實(shí)例中，該方法進(jìn)一步涉及在系統(tǒng)內(nèi)存中存儲(chǔ)一緩沖器描述符。該緩沖器描述符包含(i)描述包含至少一部分該有效載荷數(shù)據(jù)的系統(tǒng)內(nèi)存中的一數(shù)據(jù)包緩沖器的一起始地址的信息以及(ii)描述該起始地址為虛擬或物理地址的信息。?

在上述各實(shí)施例中，該方法可以進(jìn)一步涉及在系統(tǒng)內(nèi)存中存儲(chǔ)多個(gè)緩沖器描述符。例如，一第一緩沖器描述符可以包含：(i)描述包含該有效載荷數(shù)據(jù)的一第一部分的系統(tǒng)內(nèi)存中的一第一數(shù)據(jù)包緩沖器的一第一起始地址的信息以及(ii)描述該第一起始地址為虛擬或物理地址的信息，以及一第二緩沖器描述符可以包含：(i)描述包含該有效載荷數(shù)據(jù)的一第二部分的系統(tǒng)內(nèi)存中的一第二數(shù)據(jù)包緩沖器的一第二起始地址的信息以及(ii)描述該第二起始地址為虛擬或物理地址的信息。?

在某些例子中，緩沖器描述符也可以包含描述一頁目錄(page?directory)的一虛擬存儲(chǔ)基址的信息。在所述例子中，執(zhí)行用戶存儲(chǔ)空間的虛擬存儲(chǔ)直接尋址可以進(jìn)一步涉及利用該起始地址定義的頁目錄的目錄項(xiàng)目(directoryentry)將該起始地址轉(zhuǎn)換為用戶存儲(chǔ)中與數(shù)據(jù)包緩沖器相關(guān)的一物理地址。?

本發(fā)明的其它實(shí)施例提供一種執(zhí)行傳輸控制協(xié)議(TCP)分段卸載的方法。通過一互連總線連結(jié)至一系統(tǒng)內(nèi)存的一主機(jī)接口接收描述用戶存儲(chǔ)空間內(nèi)TCP有效載荷數(shù)據(jù)虛擬內(nèi)存地址的信息，以響應(yīng)一主機(jī)處理器上運(yùn)行的一用戶進(jìn)程并將TCP有效載荷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至系統(tǒng)內(nèi)存的用戶內(nèi)存空間內(nèi)。該主機(jī)接口基于存儲(chǔ)在系統(tǒng)內(nèi)存中的一頁表與虛擬存儲(chǔ)地址代表一網(wǎng)絡(luò)處理器執(zhí)行直接虛擬存儲(chǔ)尋址，并代表該網(wǎng)絡(luò)處理器從用戶存儲(chǔ)空間獲取TCP有效載荷數(shù)據(jù)。?然后，該網(wǎng)絡(luò)處理器通過一個(gè)或多個(gè)TCP數(shù)據(jù)包對TCP有效載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行分段。?