[發(fā)明專利]一種采用靜態(tài)鏈表構(gòu)造TCP節(jié)點池優(yōu)化TCP連接管理的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010597787.6
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102098288A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉朝輝;竇曉光;紀奎;劉燦;李鋒偉
• 申請（專利權(quán)）人: 天津曙光計算機產(chǎn)業(yè)有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

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，具體涉及一種采用靜態(tài)鏈表構(gòu)造TCP節(jié)點池優(yōu)化TCP連接管理的方法。

背景技術(shù)

TCP連接管理是TCP協(xié)議棧處理的重要內(nèi)容，需要使用一個并發(fā)TCP連接表，保存當前的每個TCP連接，當一個新的TCP連接建立時，需要在TCP連接表中新建一個表項，當一個TCP連接關(guān)閉時，需要把該連接表項從并發(fā)連接表中刪除。

在高速網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)上，往往需要管理百萬到千萬個并發(fā)連接，TCP連接的建立和刪除十分頻繁，每秒鐘內(nèi)新建和關(guān)閉的連接數(shù)有時高達幾十萬個，每次新建和關(guān)閉連接都要申請和釋放TCP節(jié)點結(jié)構(gòu)，也就是說要頻繁進行小內(nèi)存的申請和釋放，這會明顯降低整個系統(tǒng)的效率。

專利號200710178168.1公開了一種互聯(lián)網(wǎng)旁路監(jiān)測系統(tǒng)的TCP連接管理方法，因為每個報文都要查找TCP連接表，所以在有大量的并發(fā)的TCP連接的情況下，大容量的TCP連接表必須使用hash表以提高查找效率。因為并發(fā)的TCP連接數(shù)是動態(tài)變化的，所以在hash表初始化時，沒有給每個表項分配保存TCP連接信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而是用一個動態(tài)申請的TCP節(jié)點數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來保存TCP連接信息，當一個TCP連接建立或刪除時，需要動態(tài)申請或釋放一個TCP節(jié)點的內(nèi)存。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是減少避免新建和關(guān)閉TCP連接時的內(nèi)存申請和釋放操作。

一種采用靜態(tài)鏈表構(gòu)造TCP節(jié)點池優(yōu)化TCP連接管理的方法，包括TCP并發(fā)連接hash表和TCP節(jié)點池，步驟如下：

A、申請內(nèi)存，初始化保存TCP連接的hash表，每個hash表項指向TCP節(jié)點的索引指針設(shè)為-1，表示未分配的節(jié)點；

B、根據(jù)系統(tǒng)需要支持的最大并發(fā)TCP連接數(shù)，初始化時一次申請下所有TCP節(jié)點需要的內(nèi)存，構(gòu)造連續(xù)的TCP節(jié)點數(shù)組，每個TCP節(jié)點通過一個后繼節(jié)點的索引指針連接起來，形成一個節(jié)點鏈表；

C、當TCP連接表中分配了一個hash表項，需要新建一個TCP連接時，就從TCP節(jié)點池的可用節(jié)點鏈表表頭，摘下一個節(jié)點，把hash表項的節(jié)點索引指針設(shè)置為指向該節(jié)點的索引；

D、當TCP連接表中需要關(guān)閉一個TCP連接時，就把該連接的hash表項指向的TCP節(jié)點索引取出，從TCP節(jié)點池中找到該節(jié)點，把該節(jié)點連接到TCP可用節(jié)點鏈表表頭，同時把hash表項的節(jié)點索引指針設(shè)置為-1，表示該表項沒有分配TCP節(jié)點；

E、退出時釋放TCP連接表和節(jié)點池內(nèi)存。

本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案在于：所述TCP并發(fā)連接表使用hash表結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，每個表項的指向是指向TCP節(jié)點結(jié)構(gòu)的指針；所述TCP節(jié)點池使用靜態(tài)鏈表構(gòu)造，在內(nèi)存分配時，節(jié)點池是連續(xù)的靜態(tài)內(nèi)存的TCP節(jié)點構(gòu)成的數(shù)組，只在系統(tǒng)初始化時申請一次，節(jié)點池中的每個可用的TCP節(jié)點通過節(jié)點索引連成一個鏈表，可以動態(tài)的從節(jié)點池取出或放回。

本發(fā)明采用靜態(tài)鏈表構(gòu)造和hash表結(jié)合，在系統(tǒng)開始時一次申請所有TCP節(jié)點需要的內(nèi)存，并串聯(lián)在一個靜態(tài)鏈表中，形成一個TCP節(jié)點池，當一個TCP連接建立時，只需要從節(jié)點池中取出一個節(jié)點掛到hash表中，當一個TCP連接刪除時，只需要把該TCP節(jié)點從hash表摘下放回節(jié)點池，避免系統(tǒng)運行過程中，頻繁新建和關(guān)閉TCP連接時的內(nèi)存申請和釋放操作，提高TCP連接管理系統(tǒng)的效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明連接表和節(jié)點池結(jié)構(gòu)圖

具體實施方式

本發(fā)明的TCP管理功能有兩部分構(gòu)成，一個是TCP并發(fā)連接表，另一個是TCP節(jié)點池。

連接表使用hash表結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，每個表項指向是指向TCP節(jié)點結(jié)構(gòu)的指針。

TCP節(jié)點池使用靜態(tài)鏈表構(gòu)造，在內(nèi)存分配時，節(jié)點池是連續(xù)的靜態(tài)內(nèi)存的TCP節(jié)點構(gòu)成的數(shù)組，只在系統(tǒng)初始化時申請一次；節(jié)點池中的每個可用的TCP節(jié)點通過節(jié)點索引聯(lián)成一個鏈表，可以動態(tài)的從節(jié)點池取出或放回。

TCP連接管理的方法和過程如下：

(1)系統(tǒng)開始時初始化TCP連接表。

申請內(nèi)存，初始化保存TCP連接的hash表，每個hash表項指向TCP節(jié)點的索引指針設(shè)為-1，表示未分配節(jié)點。

(2)系統(tǒng)開始時初始化TCP節(jié)點池。

根據(jù)系統(tǒng)需要支持的最大并發(fā)TCP連接數(shù)，初始化時一次申請下所有TCP節(jié)點需要的內(nèi)存，構(gòu)造連續(xù)的TCP節(jié)點數(shù)組，每個TCP節(jié)點通過一個后繼節(jié)點的索引指針連結(jié)起來，形成一個可用節(jié)點鏈表。

(3)新建TCP連接時分配TCP節(jié)點。