[發(fā)明專利]一種基于矢量包的網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化方法、系統(tǒng)、設(shè)備、介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111595589.0
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114039894B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱夢瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州浪潮智能科技有限公司
• 主分類號: H04L43/0888
• 分類號: H04L43/0888;H04L43/0852;H04L45/586
• 代理公司: 濟南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 侯緒軍

本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種基于矢量包的網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化方法、系統(tǒng)、設(shè)備、介質(zhì)，所述方法包括如下步驟：用戶通過云平臺界面下發(fā)請求到網(wǎng)絡(luò)模塊；網(wǎng)絡(luò)模塊記錄相關(guān)信息到數(shù)據(jù)庫中，通過接口調(diào)度下發(fā)到指定的矢量包程序中，執(zhí)行相關(guān)配置任務(wù)；矢量包程序監(jiān)測主機上的數(shù)據(jù)，當(dāng)監(jiān)測到數(shù)據(jù)被更新或發(fā)生更改時，根據(jù)報文的收發(fā)地址生成矢量包，將矢量包分配至相應(yīng)的節(jié)點；通過解析域名、指定服務(wù)器查詢報文類型對應(yīng)的地址匹配報文的目的地址；若查詢到是三層轉(zhuǎn)發(fā)，則會加載專屬的虛擬路由通道實現(xiàn)三層路由轉(zhuǎn)發(fā)。通過矢量包的方式對大量數(shù)據(jù)包進行細分，共享整體開銷。以此提升CPU利用率和數(shù)據(jù)包處理性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于矢量包的網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化方法、系統(tǒng)、設(shè)備、介質(zhì)。

背景技術(shù)

DPDK(Data?Plane?Development?Kit，數(shù)據(jù)面開發(fā)套件)是一種高速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的軟件開發(fā)套件，DPDK技術(shù)是英特爾(INTEL)公司開發(fā)的基于數(shù)據(jù)面的報文處理框架，DPDK通過旁路Linux系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，直接對網(wǎng)卡進行讀寫，可以支持數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)，大多數(shù)情況下工作在Linux用戶態(tài)空間，被廣泛應(yīng)用于二層或三層轉(zhuǎn)發(fā)功能的開發(fā)。

在5G催生的云游戲等場景中，爆發(fā)大量超高清、低延遲的需求，5G超高清視頻要求大流量情況下保持低延遲(毫秒級)、高并發(fā)、強互動，這些特殊行業(yè)需求，在高并發(fā)、大流量、弱網(wǎng)等復(fù)雜環(huán)境下，常常遇到延時和卡頓等網(wǎng)絡(luò)問題。對網(wǎng)絡(luò)性能的要求越來越高。本申請是為了解決基于網(wǎng)絡(luò)模塊實施的云平臺的虛擬網(wǎng)絡(luò)性能問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決基于網(wǎng)絡(luò)模塊實施的云平臺的虛擬網(wǎng)絡(luò)性能問題，本發(fā)明提供一種基于矢量包的網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化方法、系統(tǒng)、設(shè)備、介質(zhì)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

第一方面，本發(fā)明技術(shù)方案提供一種基于矢量包的網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化方法，應(yīng)用于安裝有操作系統(tǒng)的主機設(shè)備，操作系統(tǒng)包括用戶態(tài)空間，包括如下步驟：

用戶可通過云平臺界面下發(fā)請求到網(wǎng)絡(luò)模塊；

網(wǎng)絡(luò)模塊記錄相關(guān)信息到數(shù)據(jù)庫中，通過接口調(diào)度下發(fā)到指定的矢量包程序中，執(zhí)行相關(guān)配置任務(wù)；

矢量包程序監(jiān)測主機上的數(shù)據(jù)，當(dāng)監(jiān)測到數(shù)據(jù)被更新或發(fā)生更改時，根據(jù)報文的收發(fā)地址生成矢量包，將矢量包分配至相應(yīng)的節(jié)點；

通過解析域名、指定服務(wù)器查詢報文類型對應(yīng)的地址匹配報文的目的地址；

若查詢到是三層轉(zhuǎn)發(fā)，則會加載專屬的虛擬路由通道實現(xiàn)三層路由轉(zhuǎn)發(fā)。

矢量包程序基于DPDK運行于用戶態(tài)，為了能夠達到線速轉(zhuǎn)發(fā)，因此本文基于DPDK實現(xiàn)用戶態(tài)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧數(shù)據(jù)包處理，用戶層通過設(shè)備映射取包，可避免通過中斷和上下文切換獲取包。本發(fā)明在此基礎(chǔ)上通過矢量包的方式對大量數(shù)據(jù)包進行細分，共享整體開銷。以此提升CPU利用率和數(shù)據(jù)包處理性能。通過每個節(jié)點處理其矢量包，而不是讓每個數(shù)據(jù)包遍歷整個圖。在繞過內(nèi)核的基礎(chǔ)上，分批處理多個包來確保盡可能少的周期花費在包處理上，確保了CPU的緩存保持，并避免了緩存丟失。高效的利用CPU，內(nèi)存的命中效率可明顯提升，頁表換入/換出操作減少，從而提高數(shù)據(jù)處理整體性能。

進一步的，當(dāng)矢量包程序監(jiān)測到主機數(shù)據(jù)發(fā)生變化的步驟包括：

從網(wǎng)絡(luò)模塊接收數(shù)據(jù)流，對網(wǎng)絡(luò)模塊多隊列進行配置，將隊列與指定的CPU邏輯核進行綁定，數(shù)據(jù)包將轉(zhuǎn)移到DPDK提供的用戶空間中；

當(dāng)矢量包程序監(jiān)測到端口綁定時，根據(jù)報文的收發(fā)地址生成矢量包；并根據(jù)報文類型加載矢量包處理通道。

進一步的，將矢量包分配至相應(yīng)的節(jié)點的步驟包括：

對輸入節(jié)點的矢量包按照報文類型進行匹配；