[發(fā)明專利]一種Linux操作系統(tǒng)下基于RDMA的數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110255647.9
• 申請(qǐng)日: 2021-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN112948318B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋江波;周耀輝;吳軍疆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安奧卡云數(shù)據(jù)科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F15/173
• 分類號(hào): G06F15/173;G06F9/50;G06F12/02
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務(wù)所(普通合伙) 61257
• 代理人: 李明全

本發(fā)明公開了一種Linux操作系統(tǒng)下基于RDMA的數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置，根據(jù)待數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪M(jìn)程，確定進(jìn)程對(duì)應(yīng)的用戶態(tài)內(nèi)存空間地址；將用戶態(tài)內(nèi)存空間地址與內(nèi)核態(tài)內(nèi)存空間地址均映射到同一物理內(nèi)存空間地址中；啟動(dòng)進(jìn)程將待傳輸數(shù)據(jù)寫入到用戶態(tài)內(nèi)存空間地址，生成數(shù)據(jù)包并通過網(wǎng)卡發(fā)送至遠(yuǎn)端服務(wù)器；構(gòu)建本地事件，獲取寫入待傳輸數(shù)據(jù)的第一應(yīng)用程序?qū)?yīng)的第一通信標(biāo)識(shí)碼；向第一應(yīng)用程序發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸完成信息；本發(fā)明不再需要將數(shù)據(jù)復(fù)制到內(nèi)核態(tài)，可以直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，減少數(shù)據(jù)復(fù)制，進(jìn)而減少數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，增加傳輸效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種Linux操作系統(tǒng)下基于RDMA的數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置。

背景技術(shù)

遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問技術(shù)(Remote Direct MemoryAccess，RDMA)是一種直接存儲(chǔ)器訪問技術(shù)，它將數(shù)據(jù)直接從一臺(tái)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)搅硪慌_(tái)計(jì)算機(jī)，通過使網(wǎng)絡(luò)適配器直接在應(yīng)用程序內(nèi)存間傳輸數(shù)據(jù)，不再需要在應(yīng)用程序內(nèi)存與操作系統(tǒng)緩沖區(qū)之間復(fù)制數(shù)據(jù)。這種傳輸不需要中央處理器、CPU緩存或上下文交換參與，并且傳輸可與其他系統(tǒng)操作并行。當(dāng)應(yīng)用程序執(zhí)行RDMA讀取或?qū)懭胝?qǐng)求時(shí)，應(yīng)用程序數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)，從而減少延遲并實(shí)現(xiàn)快速的消息傳輸。

當(dāng)RDMA技術(shù)在Linux操作系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)，由于Linux內(nèi)核態(tài)內(nèi)存地址和用戶態(tài)內(nèi)存地址是相互獨(dú)立的，所以，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝(內(nèi)核態(tài)內(nèi)存地址與用戶態(tài)內(nèi)存地址之間互相進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝)。例如，當(dāng)需要傳輸某個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，需要用戶態(tài)準(zhǔn)備好用戶態(tài)內(nèi)存空間，內(nèi)核態(tài)將數(shù)據(jù)從內(nèi)核態(tài)內(nèi)存空間復(fù)制到用戶態(tài)內(nèi)存空間，最后用戶態(tài)再將數(shù)據(jù)傳輸出去。

在進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝的過程中，既要進(jìn)行內(nèi)存地址的轉(zhuǎn)換，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)的復(fù)制，所以，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間增加，降低傳輸效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種Linux操作系統(tǒng)下基于RDMA的數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置，減少數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，增加傳輸效率。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種Linux操作系統(tǒng)下基于RDMA的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括以下步驟：

根據(jù)待數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪M(jìn)程，確定進(jìn)程對(duì)應(yīng)的用戶態(tài)內(nèi)存空間地址；

將用戶態(tài)內(nèi)存空間地址與內(nèi)核態(tài)內(nèi)存空間地址均映射到同一物理內(nèi)存空間地址中；

啟動(dòng)進(jìn)程將待傳輸數(shù)據(jù)寫入到用戶態(tài)內(nèi)存空間地址，生成數(shù)據(jù)包并通過網(wǎng)卡發(fā)送至遠(yuǎn)端服務(wù)器；

構(gòu)建本地事件，獲取寫入待傳輸數(shù)據(jù)的第一應(yīng)用程序?qū)?yīng)的第一通信標(biāo)識(shí)碼；

向第一應(yīng)用程序發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸完成信息。

進(jìn)一步地，將用戶態(tài)內(nèi)存空間地址與內(nèi)核態(tài)內(nèi)存空間地址均映射到同一物理內(nèi)存空間地址中包括：

將用戶態(tài)內(nèi)存空間地址映射到物理內(nèi)存空間地址，且將內(nèi)核態(tài)內(nèi)存空間地址映射到同一物理內(nèi)存空間地址；

或者，將用戶態(tài)內(nèi)存空間地址映射到內(nèi)核態(tài)內(nèi)存空間地址，再將內(nèi)核態(tài)內(nèi)存空間地址映射到物理內(nèi)存地址；

或者，將內(nèi)核態(tài)內(nèi)存空間地址映射到用戶態(tài)內(nèi)存空間地址，在將用戶態(tài)內(nèi)存空間地址映射到物理內(nèi)存地址。

進(jìn)一步地，該方法還包括：

當(dāng)內(nèi)核態(tài)內(nèi)存空間地址接收到數(shù)據(jù)時(shí)，獲取該數(shù)據(jù)在內(nèi)核態(tài)內(nèi)存空間地址中的偏移位和大小位；

將偏移位和大小位發(fā)送至用戶態(tài)的應(yīng)用程序；

用戶態(tài)的應(yīng)用程序根據(jù)偏移位和大小位在用戶態(tài)內(nèi)存空間地址中讀取數(shù)據(jù)；

在內(nèi)核態(tài)內(nèi)存空間地址中刪除數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，確定進(jìn)程對(duì)應(yīng)的用戶態(tài)內(nèi)存空間地址還包括：