[發(fā)明專利]數(shù)據(jù)發(fā)送方法和計(jì)算機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110455789.6
• 申請(qǐng)日: 2011-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102541803A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)偉;劉興彬;王潑;劉鐵;陳科;朱春屹;王清;李云華;李博文;董建珊;楊錦濤;孫一鳴;范玉峰;曹振南;邵宗有
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 曙光信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F15/16
• 分類號(hào): G06F15/16
• 代理公司: 北京德恒律師事務(wù)所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算領(lǐng)域，并且特別地，涉及一種數(shù)據(jù)發(fā)送方法和計(jì)算機(jī)。

背景技術(shù)

目前，千兆網(wǎng)卡的零拷貝技術(shù)主要基于傳統(tǒng)intel千兆網(wǎng)卡來(lái)實(shí)現(xiàn)。

通常，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的傳輸過(guò)程中，應(yīng)用程序需要以拷貝的方式與內(nèi)核中的網(wǎng)卡報(bào)文緩沖區(qū)進(jìn)行交互，這種拷貝處理必然會(huì)降低性能和速率，無(wú)法在大流量場(chǎng)景中使用。并且，目前的千兆零拷貝都是基于單隊(duì)列的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但是，在萬(wàn)兆接入的情況下，單位時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)包速率將提高大約10倍，而千兆網(wǎng)卡下單一的傳輸隊(duì)列以及緩沖區(qū)交互將存在很高的性能損失，所以，傳統(tǒng)的技術(shù)將無(wú)法應(yīng)對(duì)如此高的數(shù)據(jù)速率，進(jìn)而成為萬(wàn)兆零拷貝技術(shù)發(fā)展的瓶頸。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中無(wú)法在大流量要求下高效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中無(wú)法在大流量要求下高效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種數(shù)據(jù)發(fā)送方法和計(jì)算機(jī)，能夠有效提高數(shù)據(jù)包發(fā)送的速率，改善發(fā)包效率，能夠應(yīng)對(duì)萬(wàn)兆網(wǎng)卡等高速發(fā)包的場(chǎng)景。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種數(shù)據(jù)發(fā)送方法，用于在多CPU環(huán)境下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送。

該方法包括：對(duì)于每個(gè)CPU，該CPU將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該CPU對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)中；多個(gè)CPU將相應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)卡，由網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。

該方法可進(jìn)一步包括：將每個(gè)CPU對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)映射到該數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)用中。

此外，每個(gè)CPU將其對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)映射為隊(duì)列，該CPU通過(guò)對(duì)相應(yīng)的隊(duì)列進(jìn)行輪詢來(lái)確定是否有需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，并在確定有數(shù)據(jù)需要發(fā)送的情況下，將該數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)卡。

并且，每個(gè)CPU對(duì)應(yīng)的隊(duì)列采用循環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

此外，多個(gè)CPU將相應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)卡包括：多個(gè)CPU將相應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)卡的硬件隊(duì)列。

此外，對(duì)于每個(gè)CPU，該CPU對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)為內(nèi)存中為該CPU分配的存儲(chǔ)區(qū)，并且多個(gè)CPU的存儲(chǔ)區(qū)彼此間在邏輯上獨(dú)立。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)，用于在多CPU環(huán)境下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送。

根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)包括：多個(gè)CPU，其中，對(duì)于每個(gè)CPU，用于將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該CPU對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)中；多個(gè)CPU將相應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)卡；網(wǎng)卡，用于發(fā)送來(lái)自多個(gè)CPU的數(shù)據(jù)。

該計(jì)算機(jī)可進(jìn)一步包括：映射模塊，用于將每個(gè)CPU對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)映射到該數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)用中。

此外，多個(gè)CPU用于將相應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)卡的硬件隊(duì)列。

此外，對(duì)于每個(gè)CPU，該CPU對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)為內(nèi)存中為該CPU分配的存儲(chǔ)區(qū)，并且多個(gè)CPU的存儲(chǔ)區(qū)彼此間在邏輯上獨(dú)立。

本發(fā)明通過(guò)使每個(gè)CPU核訪問(wèn)各自的存儲(chǔ)區(qū)并寫入數(shù)據(jù)，從而充分利用了多核CPU的處理能力，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的并行發(fā)送，能夠有效提高數(shù)據(jù)包發(fā)送的速率，改善發(fā)包效率，能夠應(yīng)對(duì)萬(wàn)兆網(wǎng)卡等高速發(fā)包的場(chǎng)景。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)發(fā)送方法的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)發(fā)送方法的原理示意圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種數(shù)據(jù)發(fā)送方法，用于在多CPU環(huán)境下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)發(fā)送方法包括：

步驟S101，對(duì)于每個(gè)CPU，該CPU將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該CPU對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)中；

步驟S103，多個(gè)CPU將相應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)卡，由網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。

該方法可以進(jìn)一步包括：將每個(gè)CPU對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)映射到該數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)用中，從而當(dāng)存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化(例如，被修改)的情況下，能夠直接在應(yīng)用層得到體現(xiàn)，使操作員能夠清楚、直觀地看到這些數(shù)據(jù)變化。

此外，每個(gè)CPU將其對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)映射為隊(duì)列，該CPU通過(guò)對(duì)相應(yīng)的隊(duì)列進(jìn)行輪詢來(lái)確定是否有需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，并在確定有數(shù)據(jù)需要發(fā)送的情況下，將該數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)卡。

其中，每個(gè)CPU對(duì)應(yīng)的隊(duì)列采用循環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而算法為無(wú)鎖(lock-free)算法，從而避免了加鎖對(duì)性能的影響。

此外，多個(gè)CPU可以將相應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)卡的硬件隊(duì)列，從而將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)卡。

此外，可選地，對(duì)于每個(gè)CPU對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)可以是內(nèi)存中為該CPU分配的存儲(chǔ)區(qū)，并且多個(gè)CPU的存儲(chǔ)區(qū)彼此間在邏輯上獨(dú)立。