基于提升万兆以太网性能的并行化处理框架系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种提升万兆以太网性能的并行化处理框架，包括报文分发层、报文策略分类器、网络协议处理层、应用接口层；报文分发层用于处理报文收发，实现网卡中断级别的并行处理；报文策略分类器用于制定分发策略，将报文通过分发策略的分类算法获得的分类结果与网络协议处理层的网络协议栈实例进行匹配；网络协议处理层基于锐化嵌入式操作系统的用户空间网络协议栈并行化改造，为网络协议栈实例建立独立资源池，所述资源池同网络协议栈实例所运行的处理器核进行关联，采用多核操作处理接口处理报文；应用接口层用于网络应用和网络协议处理层的网络协议栈之间的交互，实现将网络应用发送的报文被分流到网络协议处理层的网络协议栈实例进行处理。

Parallel Processing Framework and System Based on Improving the Performance of Gigabit Ethernet

The invention provides a parallel processing framework for improving the performance of 10,000 MHz ethernet, including message distribution layer, message policy classifier, network protocol processing layer and application interface layer; message distribution layer is used to process message sending and receiving, to realize parallel processing of network card interruption level; message policy classifier is used to formulate distribution strategy, and message is obtained through classification algorithm of distribution strategy. The result of classification matches with the instance of network protocol stack in network protocol processing layer; the parallel transformation of user space network protocol stack in network protocol processing layer based on sharpening embedded operating system establishes an independent resource pool for the instance of network protocol stack. The resource pool is associated with the processor core running in the instance of network protocol stack, and the message is processed by multi-core operation interface. The application interface layer is used for the interaction between the network protocol stack of the network application layer and the network protocol processing layer, so that the messages sent by the network application can be shunted to the network protocol stack instance of the network protocol processing layer for processing.

【技术实现步骤摘要】
基于提升万兆以太网性能的并行化处理框架系统和方法
本专利技术涉及并行化处理
，具体地，涉及用于提升万兆以太网性能的并行化处理框架，尤其是涉及一种基于多核硬件平台的，在锐华嵌入式国产操作系统上利用多核处理器SMP(SymmetricalMulti-Processing)框架和并行计算能力模型，采用用户态、可配置、多实例并行协议栈架构，融合支持用户自定义报文分类、调度策略机制来提升万兆以太网性能的并行化处理技术。
技术介绍
IT技术的发展推动了科技的进步。当前CPU架构已经由单核心CPU体系结构向多核化和编程模式并行化的趋势演进，并得到了广泛的应用和支持。多核体系打破了原有的单芯片单处理核心设计，在单一芯片中融入多个处理器核心。通过多个核心的协同工作可以在控制功耗的同时，大大增强处理器的整体处理能力，可以真正实现在CPU上并行处理。尤其在任务可开发的并行度较高且任务划分和调度合理的条件下，多核CPU芯片上的多个物理处理核可以并行完成计算任务，显式提高系统整体作业效率。从基于Windows平台的通用计算，到嵌入式设备和手持移动产品计算平台，到高性能计算领域，堆叠多个处理器核心、使用多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提升万兆以太网性能的并行化处理框架系统，其特征在于，包括报文分发层、报文策略分类器、网络协议处理层、应用接口层；报文分发层处理报文收发，实现网卡中断级别的并行处理，被网卡驱动中断处理函数调用，将报文传输到所述报文策略分类器的缓冲区队列中，通过所述报文策略分类器的分发策略进行报文分发；报文策略分类器制定分发策略，将报文通过分发策略的分类算法获得的分类结果与网络协议处理层的网络协议栈实例进行匹配；网络协议处理层为网络协议栈实例建立独立的资源池，所述资源池同网络协议栈实例所运行的处理器进行关联，采用多核操作处理接口处理报文；应用接口层实现网络应用和网络协议处理层的网络协议栈之间的交互，实...

【技术特征摘要】
1.一种用于提升万兆以太网性能的并行化处理框架系统，其特征在于，包括报文分发层、报文策略分类器、网络协议处理层、应用接口层；报文分发层处理报文收发，实现网卡中断级别的并行处理，被网卡驱动中断处理函数调用，将报文传输到所述报文策略分类器的缓冲区队列中，通过所述报文策略分类器的分发策略进行报文分发；报文策略分类器制定分发策略，将报文通过分发策略的分类算法获得的分类结果与网络协议处理层的网络协议栈实例进行匹配；网络协议处理层为网络协议栈实例建立独立的资源池，所述资源池同网络协议栈实例所运行的处理器进行关联，采用多核操作处理接口处理报文；应用接口层实现网络应用和网络协议处理层的网络协议栈之间的交互，实现将网络应用发送的报文被分流到网络协议处理层的网络协议栈实例进行处理。2.根据权利要求1所述的用于提升万兆以太网性能的并行化处理框架系统，其特征在于，还包括网络接口代理层；所述网络接口代理层处于应用接口层和网络协议处理层之间，通过管道和消息机制与网络协议处理层的网络协议栈实例进行通信。3.根据权利要求2所述的用于提升万兆以太网性能的并行化处理框架系统，其特征在于，所述网络接口代理层内嵌报文策略分类器，实现Socket通信的托管。4.根据权利要求1所述的用于提升万兆以太网性能的并行化处理框架系统，其特征在于，所述报文策略分类器的分发策略是通过分类算法进行，将所述报文利用唯一标识信息进行分发策略定制。5.根据权利要求4所述的用于提升万兆以太网性能的并行化处理框架系统，其特征在于，所述分类算法是对唯一标识信息进行哈希运算，获得分类结果，将所述分类结果和网络协议栈实例进行匹配。6.根据权利要求4所述的用于提升万兆以太网性能的并行化处理框架系统，其特征在于，所述唯一标识信息包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、协议类型，记为五元组唯一标识，所述五元组唯一标识能够唯一标识到特定的报文。7.根据权利要求5所述的用于提升万兆以太网性能的并行化处理框架系统，其特征在于，所述哈希运算包括如下步骤：对源IP地址以8位分组，特定移位进行异或运算得到数字NUM1；对目的...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚超，
申请(专利权)人：华东计算技术研究所中国电子科技集团公司第三十二研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31