基于端系統(tǒng)的分組IO加速技術(shù)應(yīng)用研究.pdf

1、隨著新型網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及多核技術(shù)的發(fā)展和成熟，具有高速業(yè)務(wù)處理能力、高可編程性、基于多核處理器的網(wǎng)絡(luò)分組處理端系統(tǒng)，成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的熱點(diǎn)。一方面，通用多核分組處理性能受到諸如TLB表項(xiàng)失效率高、分組IO開銷大、多核共享內(nèi)存以及CPU中斷處理等問題的困擾；另一方面，數(shù)據(jù)加載、發(fā)送、拷貝以及緩沖區(qū)管理占用大量分組IO處理時(shí)間。針對(duì)上述問題，本文提出了一種基于端系統(tǒng)應(yīng)用的分組IO加速技術(shù)，主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)包括：
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2、提出了基于端系統(tǒng)的分組IO接收端流親和技術(shù)，即數(shù)據(jù)通路和緩沖區(qū)流親和，將每個(gè)線程接收、處理的數(shù)據(jù)，附著到指定內(nèi)核上運(yùn)行，大為降低TLB表項(xiàng)失效帶來的開銷。緩沖區(qū)地址池的創(chuàng)建、分配、釋放由硬件完成，接收端數(shù)據(jù)路徑是一種無中斷的、多線程并行處理的、包含極少數(shù)據(jù)復(fù)制的快速通道。
　　（2）提出了基于端系統(tǒng)的分組IO發(fā)送端鏈?zhǔn)桨l(fā)送技術(shù)，CPU訪問任意內(nèi)存空間由專用硬件完成，并采用快速鏈?zhǔn)桨l(fā)送技術(shù)，發(fā)送端是一種無中斷的、數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)絺鬏數(shù)目焖偻?/p>

3、道。
　　（3）設(shè)計(jì)了分組IO加速技術(shù)的實(shí)現(xiàn)框架，對(duì)實(shí)現(xiàn)框架中各模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并定義各模塊間的交互關(guān)系。
　　（4）搭建可編程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并對(duì)端系統(tǒng)應(yīng)用分組IO的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用IO加速技術(shù)的端系統(tǒng)，能夠使平均報(bào)文收發(fā)性能最高提升達(dá)2.14倍。
　　綜上所述，本文提出了基于端系統(tǒng)應(yīng)用的分組IO加速技術(shù)，該技術(shù)已成功應(yīng)用于基于高性能國產(chǎn)CPU構(gòu)建的通用多核網(wǎng)絡(luò)處理器平臺(tái)上，其研究