[發明專利]基于哈希運算和索引值比對的雙向報文對稱RSS處理方法及系統

有效

• 申請號: 202110343585.7
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113157445B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 李平;穆遠彪;廖正赟;彭金輝;李鑫
• 申請（專利權）人: 鄭州信大捷安信息技術股份有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/48
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 周艷巧

本發明涉及一種基于哈希運算和索引值比對的雙向報文對稱RSS處理方法及系統，第一隧道設備和第二隧道設備設置有RSS模塊，哈希模塊，間接尋址模塊及若干CPU、環形緩沖區隊列和普通隊列；RSS模塊對客戶端和服務器端數據報文利用哈希模塊進行哈希運算并通過間接尋址模塊索引值匹配，通過普通隊列分發至匹配索引值序號CPU上；CPU讀取報文并通過索引值與自身序號匹配，匹配正確則進行相應報文處理，否則將報文送至CPU對應的環形緩沖區隊列中進行緩存；第一隧道設備和第二隧道設備中的任一CPU均與對應的哈希模塊和間接尋址模塊連接，CPU利用哈希模塊運算獲取的哈希值與間接尋址模塊索引值比對來確定報文分配的目標CPU索引值序號，提升DPDK架構下報文處理速度和效率。

技術領域

本發明屬于網絡技術領域，特別涉及一種基于哈希運算和索引值比對的雙向報文對稱RSS 處理方法及系統。

背景技術

DPDK(Data Plane Development Kit，數據平面開發套件)是由6WIND、Intel等多家公司 開發，主要基于Linux系統運行，用于快速數據包處理的函數庫與驅動集合，可以極大提高數 據處理性能和吞吐量，提高數據平面應用程序的工作效率。DPDK是一個開源的數據平面開 發工具集。其通過網卡RSS、旁路OS、網卡無中斷輪詢、用戶態驅動、獨占CPU、大頁內存 等技術提供了用戶態下高性能的數據包處理能力。在DPDK架構中為了提供更高報文處理性 能，往往啟用多個核心(CPU)、多線程模式，各自CPU獨立處理。網卡收到報文后根據報文 特征{源IP地址、源端口號、目的IP地址、目的端口號等}對接收報文進行RSS處理分發到不同 的CPU處理。

在網絡應用中，如果同一個連接的雙向報文在開啟RSS之后被分發到同一個CPU上處理, 這種RSS就稱為對稱RSS。對于需要為連接保存一些信息的網絡應用來說,對稱RSS對性能提升 有很大幫助。如果同一個連接的雙向報文被分發到不同的CPU，那么兩個CPU之間共享這個 連接的信息就會涉及到鎖，而鎖顯然是會影響處理性能的。在基于DPDK技術的隧道設備實 現中，當基于DPDK的多CPU高性能模式運行時，會面臨到對稱RSS問題：即如何保證經由隧 道設備的某一個CPU處理并封裝了原始報文的隧道報文在發到另一端隧道設備后和收到從該 另一端隧道設備返回的前述原始報文的響應隧道報文時，該響應隧道報文能夠再次分配回歸 到與先前相同的同一個CPU進行后續處理。之所以出現對稱RSS失效問題是因為正向報文是 基于原始報文四元組{客戶端的IP地址，客戶端的端口號，服務器端的IP地址，服務器端的端 口號}的哈希值來計算由哪個CPU進行處理，而反向報文是基于隧道報文四元組{第二隧道設 備的IP地址，第二隧道設備的端口號，第一隧道設備的IP地址，第一隧道設備的端口號}的哈 希值來計算由哪個CPU進行處理，兩者的哈希值不同，所以，不能分配到同一個CPU上進行 處理。如何根據隧道報文的處理過程和對稱RSS的特點，實現DPDK架構下的隧道報文對稱 RSS處理，從而提升CPU匹配及報文處理速度和效率，是目前急需解決的問題。

發明內容

為此，本發明提供一種基于哈希運算和索引值比對的雙向報文對稱RSS處理方法及系統， 解決原始報文與隧道報文的隧道設備上的處理核心CPU不一致問題，實現隧道報文的對稱RSS 處理，提升DPDK架構下報文處理速度和效率。