一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及智能网关技术领域，具体为一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法及系统，包括以下步骤：将数据包发送到内核空间的网卡驱动及网络协议栈处理；将网络协议栈处理后的数据发送给应用程序；有益效果为：本发明专利技术提出的基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法及系统使用GPU等处理器分担处理网络数据包，有效解决在大流量及CPU被占用等场景下，5G边缘智能网关设备网络处理瓶颈的问题；通过使用本文提供的发明专利技术方法可以有效提高系统的网络处理能力，并有效利用设备的相关资源。源。源。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法及系统


[0001]本专利技术涉及智能网关
，具体为一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法及系统。

技术介绍

[0002]随着我国5G基础设施建设及应用的快速发展，基于5G网络的各类ToB应用场景已经在智慧工厂、智慧园区、智慧安防、智慧城市等行业或领域不断落地并发挥了巨大的作用。
[0003]现有技术中，在各种场景应用中，5G边缘智能网关被大量部署应用，其中部分5G边缘智能网关集成有CPU及GPU等处理器。
[0004]但是，传统的网络数据包处理都是基于CPU处理器进行，在CPU处理能力被其他应用占用或接收大流量的情况下，网络处理速度会明显降低，但GPU的网络处理能力基本未被利用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法，所述网络加速方法包括以下步骤：
[0007]将数据包发送到内核空间的网卡驱动及网络协议栈处理；
[0008]将网络协议栈处理后的数据发送给应用程序。
[0009]优选的，网卡收到数据包时，触发硬中断通知CPU采用NAPI方式进行网络数据包处理。
[0010]优选的，CPU通知网卡驱动触发中断处理程序并分配缓冲区来接收数据包，网卡将收到的数据包通过DMA写入到套接字缓冲区；将套接字缓冲区的地址和大小加入到接收队列，描述符中的地址是DMA使用的物理地址。
[0011]优选的，根据接收到的数据包中每个报文的源IP、源端口、目的IP、目的端口、协议等进行hash值计算，根据hash值把不同的流匹配到某个处理单元。
[0012]优选的，触发硬中断通知CPU采用NAPI方式进行网络数据包处理时，根据RX队列引发的硬中断，相应的处理器将确认硬中断，并将数据包的TCP/IP协议栈处理的剩余部分作为软中断放入该处理器的积压轮询队列中。
[0013]一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速系统，所述网络加速系统由数据包处理模块和发送模块构成；
[0014]数据包处理模块，用于将数据包发送到内核空间的网卡驱动及网络协议栈处理；
[0015]发送模块，用于将网络协议栈处理后的数据发送给应用程序。
[0016]优选的，所述数据包处理模块中，网卡收到数据包时，触发硬中断通知CPU采用
NAPI方式进行网络数据包处理。
[0017]优选的，所述数据包处理模块中，CPU通知网卡驱动触发中断处理程序并分配缓冲区来接收数据包，网卡将收到的数据包通过DMA写入到套接字缓冲区；将套接字缓冲区的地址和大小加入到接收队列，描述符中的地址是DMA使用的物理地址。
[0018]优选的，所述数据包处理模块中，根据接收到的数据包中每个报文的源IP、源端口、目的IP、目的端口、协议等进行hash值计算，根据hash值把不同的流匹配到某个处理单元。
[0019]优选的，所述数据包处理模块中，触发硬中断通知CPU采用NAPI方式进行网络数据包处理时，根据RX队列引发的硬中断，相应的处理器将确认硬中断，并将数据包的TCP/IP协议栈处理的剩余部分作为软中断放入该处理器的积压轮询队列中。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术提出的基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法及系统使用GPU等处理器分担处理网络数据包，有效解决在大流量及CPU被占用等场景下，5G边缘智能网关设备网络处理瓶颈的问题；通过使用本文提供的专利技术方法可以有效提高系统的网络处理能力，并有效利用设备的相关资源。
附图说明
[0022]图1为本专利技术网卡及内核处理数据收包流程图；
[0023]图2为本专利技术基于RSS技术的数据包处理流程图。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本专利技术实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本专利技术实施例，并不用于限定本专利技术实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例一
[0026]请参阅图1至图2，本专利技术提供一种技术方案：一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法，所述网络加速方法包括以下步骤：
[0027]将数据包发送到内核空间的网卡驱动及网络协议栈处理；
[0028]将网络协议栈处理后的数据发送给应用程序；
[0029]当网卡收到数据包后，会将数据包发送到内核空间的网卡驱动及网络协议栈处理，最后将有效数据送达应用程序。
[0030]在网卡收到数据包时，首先会触发硬中断通知CPU进行网络数据包处理(这里一般采用NAPI方式进行数据处理)；CPU通知网卡驱动触发中断处理程序并分配缓冲区来接收数据包(套接字缓冲区)，网卡将收到的数据包通过DMA写入到套接字缓冲区；将套接字缓冲区的地址和大小(一个接收描述符)加入到接收队列，描述符中的地址是DMA使用的物理地址；然后通过网络协议栈处理，将最终数据发送给应用程序；
[0031]基于RSS技术的数据包处理流程如下：
[0032]a.根据接收到的每个报文的源IP、源端口、目的IP、目的端口、协议等进行hash值计算，根据hash值把不同的流匹配到某个处理单元(每条流的数据包hash值相同，故每条流的数据包会选择到同一个处理单元)，来实现接收的报文在各个处理单元之间负载均衡。
[0033]b.根据哪个RX队列引发了硬中断，相应的处理器将确认硬中断，并将该数据包的TCP/IP协议栈处理的剩余剩余部分作为软中断放入该处理器的积压轮询队列中，如果启用了RPS，则软中断可以基于另一个Hash值与任何处理器单元进行比较。
[0034]c.对于不同的处理器，如CPU和GPU处理器，可以设置不同的优先级及负载均衡策略，根据策略将网络数据流匹配到对应的处理单元进行处理。
[0035]d.提供精细化策略配置，利用CPU和GPU处理器的差异处理能力，可控匹配不同的数据流，如将图像及图形等应用的数据流直接匹配到GPU处理，其数据报文目的对应的应用程序也是在GPU处理，减少处理器缓存切换损失的性能。
[0036]实施例二
[0037]一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速系统，所述网络加速系统由数据包处理模块和发送模块构成；
[0038]数据包处理模块，用于将数据包发送到内核空间的网卡驱动及网络协议栈处理；网卡收到数据包时，触发硬中断通知CPU采用NAPI方式进行网络数据包处理；CPU通知网卡驱动触发中断处理程序并分配缓冲区来接收数据包，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法，其特征在于，所述网络加速方法包括以下步骤：将数据包发送到内核空间的网卡驱动及网络协议栈处理；将网络协议栈处理后的数据发送给应用程序。2.根据权利要求1所述的一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法，其特征在于：网卡收到数据包时，触发硬中断通知CPU采用NAPI方式进行网络数据包处理。3.根据权利要求2所述的一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法，其特征在于：CPU通知网卡驱动触发中断处理程序并分配缓冲区来接收数据包，网卡将收到的数据包通过DMA写入到套接字缓冲区；将套接字缓冲区的地址和大小加入到接收队列，描述符中的地址是DMA使用的物理地址。4.根据权利要求3所述的一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法，其特征在于：根据接收到的数据包中每个报文的源IP、源端口、目的IP、目的端口、协议等进行hash值计算，根据hash值把不同的流匹配到某个处理单元。5.根据权利要求1所述的一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速方法，其特征在于：触发硬中断通知CPU采用NAPI方式进行网络数据包处理时，根据RX队列引发的硬中断，相应的处理器将确认硬中断，并将数据包的TCP/IP协议栈处理的剩余部分作为软中断放入该处理器的积压轮询队列中。6.一种基于RSS与GPU的边缘智能网关的网络加速系统，其特征在于：所述网络加...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱龙，杨鹏，
申请(专利权)人：浪潮通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：