專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)同源同宿報(bào)文分流的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)同源同宿報(bào)文分流的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
Intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡支持多緩沖區(qū)隊(duì)列技術(shù)，可以把網(wǎng)口輸入的報(bào)文分流到多個(gè)接收?qǐng)?bào)文的緩沖區(qū)隊(duì)列，分流采用的算法，是把報(bào)文的IP字段和一個(gè)隨機(jī)數(shù)序列K進(jìn)行位運(yùn)算， 得到一個(gè)值，作為報(bào)文目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列的編號(hào)，這種方法可以保證源ip和目的ip相同的報(bào)文被分流到同一個(gè)緩沖區(qū)隊(duì)列。在有些應(yīng)用中，報(bào)文分流不僅要保證源ip和目的ip相同的報(bào)文被分流的同一個(gè)緩沖隊(duì)列，還要保證源目ip互換后的報(bào)文也要分配到同一個(gè)隊(duì)列，稱(chēng)為同源同宿，intel網(wǎng)卡默認(rèn)的分流方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)同源同宿的分流。專(zhuān)利號(hào)為CN201010538814. 2，名稱(chēng)為“支持多用戶(hù)的高速報(bào)文分流方法”公開(kāi)了一種支持多用戶(hù)的高速報(bào)文分流方法，目的是為支持多用戶(hù)模式的高速大容量分流設(shè)備提供一種高速、低延遲的數(shù)據(jù)報(bào)文從單塊輸入卡到多塊輸出卡的組播分流方法。技術(shù)方案是先修改輸入卡、輸出卡，使輸入卡支持多用戶(hù)模式，使輸出卡支持指定端口分流，構(gòu)建由輸入卡、交換卡和輸出卡組成的兩級(jí)交換結(jié)構(gòu)；然后初始化兩級(jí)交換結(jié)構(gòu)并采用兩級(jí)交換結(jié)構(gòu)進(jìn)行分流。專(zhuān)利號(hào)為CN201010598343. 4，名稱(chēng)為“一種基于保證連接均衡性的報(bào)文分流方法” 公開(kāi)了一種保證TCP連接均衡性的報(bào)文分流方法。建立一張基于四元組的分流表；記錄每個(gè)四元組信息并分配流序號(hào)；當(dāng)IP包到達(dá)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，查找分流表，若可以找到該四元組， 則取出流序號(hào)進(jìn)行分流；否則為其在分流表中新分配一項(xiàng)，并分配一個(gè)流序號(hào)。本發(fā)明采用這種方式可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分流設(shè)備負(fù)載更加均衡。但上述技術(shù)方案中，硬件本身實(shí)現(xiàn)的分流不能做到同源同宿，需要同源同宿分流時(shí)，只使用一個(gè)緩沖區(qū)隊(duì)列，網(wǎng)卡上的硬件芯片把所有報(bào)文分流到一個(gè)隊(duì)列，然后再由軟件把該隊(duì)列中的報(bào)文按同源同宿的方法分流到其他隊(duì)列。而軟件實(shí)現(xiàn)同源同宿分流，不能充分發(fā)揮intel網(wǎng)卡硬件芯片分流的功能，帶來(lái)系統(tǒng)性能的損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，通過(guò)設(shè)計(jì)intel網(wǎng)卡中分流算法的隨機(jī)K值，配置和修改網(wǎng)卡芯片的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了硬件同源同宿的報(bào)文分流。本發(fā)明提供了一種基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)同源同宿報(bào)文分流的系統(tǒng)，其包括下列模塊初始化模塊，該模塊構(gòu)造隨機(jī)數(shù)K，并且設(shè)置網(wǎng)卡芯片的HASH值R初始值為0 ；源目 IP地址I判斷模塊，該模塊掃描輸入報(bào)文的源目IP地址I，并對(duì)每一位b進(jìn)行判斷，如果b =1，則進(jìn)入獲取新HASH值模塊，否則進(jìn)入結(jié)束循環(huán)判斷模塊；獲取新HASH值模塊，該模塊利用當(dāng)前HASH值和K的最左邊32位得到新的HASH值R ；獲取新K值模塊，該模塊把K左移1位，作為新的K ；結(jié)束循環(huán)判斷模塊，該模塊判斷是否結(jié)束循環(huán)，如果結(jié)束循環(huán)，則進(jìn)入確定目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列模塊，否則進(jìn)入源目IP地址I判斷模塊；確定目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列模塊，該模塊利用R和緩沖區(qū)隊(duì)列數(shù)得到該報(bào)文的目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列。本發(fā)明提供的基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)同源同宿報(bào)文分流的系統(tǒng)，其初始化模塊中隨機(jī)數(shù)K的構(gòu)造是如下實(shí)現(xiàn)的使K的前面3個(gè)32位相等，也就是說(shuō)，隨機(jī)數(shù)序列K中的前12個(gè)字節(jié)，排列為K
K[1]K[2]…K[ll]，滿(mǎn)足關(guān)系K[i] =K[i+4]。本發(fā)明提供的基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)同源同宿報(bào)文分流的系統(tǒng)，其源目IP地址 I判斷模塊中從左到右依次掃描輸入報(bào)文的源目IP地址I，共8個(gè)字節(jié)，掃描64位從而對(duì)每一位b進(jìn)行判斷。本發(fā)明提供的基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)同源同宿報(bào)文分流的系統(tǒng)，其獲取新HASH 值模塊中對(duì)當(dāng)前HASH值和K的最左邊32位進(jìn)行異或運(yùn)算，得到新的HASH值R。本發(fā)明提供的基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)同源同宿報(bào)文分流的系統(tǒng)，其確定目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列模塊中得到新K值并且掃描I結(jié)束后，返回最終的R和緩沖區(qū)隊(duì)列數(shù)取模運(yùn)算后， 作為該報(bào)文的目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列。本發(fā)明還提供了一種基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)同源同宿報(bào)文分流的方法，構(gòu)造隨機(jī)數(shù)K，使K的前面3個(gè)32位相等，也就是說(shuō)，隨機(jī)數(shù)序列K中的前12個(gè)字節(jié)，排列為K W] K[1]K[2]…K[ll]，滿(mǎn)足關(guān)系 K[i] = K[i+4]。完成所述K[i] =K[i+4]后，配置網(wǎng)卡芯片，設(shè)置HASH值R初始值為0。完成所述配置網(wǎng)卡芯片和初始化HASH值R后，從左到右依次掃描輸入報(bào)文的源目 IP地址I，共8個(gè)字節(jié)，64位，對(duì)每一位b進(jìn)行判斷。所述每一位b進(jìn)行判斷完成后，如果b等于1，則把當(dāng)前HASH值和K的最左邊32 位進(jìn)行異或運(yùn)算，得到新的HASH值R。得到所述新的HASH值R后，把K左移1位，作為新的K。得到所述新K值后，掃描I結(jié)束后，返回最終的R，和緩沖區(qū)隊(duì)列數(shù)取模運(yùn)算后，作為該報(bào)文的目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于需要同源同宿分流時(shí)，避開(kāi)了由軟件把該隊(duì)列中的報(bào)文按同源同宿的方法分流到其他隊(duì)列，不通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)同源同宿分流，充分發(fā)揮intel網(wǎng)卡硬件芯片分流的功能，帶來(lái)系統(tǒng)性能的提升。


圖1是本發(fā)明的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明利用intel網(wǎng)卡的算法特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一個(gè)可實(shí)現(xiàn)同源同宿計(jì)算的隨機(jī)數(shù)，配置到網(wǎng)卡中，利用隨機(jī)數(shù)和IP地址的位運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)同源同宿的分流。本發(fā)明提供了一種基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)同源同宿報(bào)文分流的系統(tǒng)，其包括下列模塊初始化模塊，該模塊構(gòu)造隨機(jī)數(shù)K，使K的前面3個(gè)32位相等，也就是說(shuō)，隨機(jī)數(shù)序列K中的前12個(gè)字節(jié)，排列為K
K[1]K[2]…K[ll]，滿(mǎn)足關(guān)系K[i] =K[i+4]，并且設(shè)置網(wǎng)卡芯片的HASH值R初始值為0 ；源目IP地址I判斷模塊，該模塊從左到右依次掃描輸入報(bào)文的源目IP地址I，共8個(gè)字節(jié)，掃描64位從而對(duì)每一位b進(jìn)行判斷，如果b= 1，則進(jìn)入獲取新HASH值模塊，否則進(jìn)入結(jié)束循環(huán)判斷模塊；獲取新HASH值模塊，該模塊利用當(dāng)前 HASH值和K的最左邊32位進(jìn)行異或運(yùn)算，得到新的HASH值R ；獲取新K值模塊，該模塊把 K左移1位，作為新的K ；結(jié)束循環(huán)判斷模塊，該模塊判斷是否結(jié)束循環(huán)，如果結(jié)束循環(huán)，則進(jìn)入確定目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列模塊，否則進(jìn)入源目IP地址I判斷模塊；確定目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列模塊， 該模塊利用最終的R和緩沖區(qū)隊(duì)列數(shù)取模運(yùn)算后，作為該報(bào)文的目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列。圖1是本發(fā)明的流程示意圖。本發(fā)明的方法和過(guò)程如下(1)構(gòu)造隨機(jī)數(shù)K，使K的前面3個(gè)32位相等，也就是說(shuō)，隨機(jī)數(shù)序列K中的前12 個(gè)字節(jié)，排列為K
K[1]K[2]…K[ll]，滿(mǎn)足關(guān)系K[i] =K[i+4]。(2)配置網(wǎng)卡芯片，設(shè)置HASH值R初始值為0。(3)從左到右依次掃描輸入報(bào)文的源目IP地址I，共8個(gè)字節(jié)，64位，對(duì)每一位b 進(jìn)行判斷。(4)如果b等于1，則把當(dāng)前HASH值和K的最左邊32位進(jìn)行異或運(yùn)算，得到新的 HASH 值 R0(5)把K左移1位，作為新的K。(6)掃描I結(jié)束后，返回最終的R，和緩沖區(qū)隊(duì)列數(shù)取模運(yùn)算后，作為該報(bào)文的目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列。本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)intel網(wǎng)卡中分流算法的隨機(jī)K值，配置和修改網(wǎng)卡芯片的參數(shù)， 實(shí)現(xiàn)了硬件同源同宿的報(bào)文分流。不通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)同源同宿分流，充分發(fā)揮intel網(wǎng)卡硬件芯片分流的功能，帶來(lái)系統(tǒng)性能的提升。以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者同等替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換， 其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)同源同宿報(bào)文分流的方法，其包括下列步驟(1)構(gòu)造隨機(jī)數(shù)K，設(shè)置網(wǎng)卡芯片的HASH值R初始值為0；(2)掃描輸入報(bào)文的源目IP地址I，并對(duì)每一位b進(jìn)行判斷，如果b= 1，則進(jìn)入步驟 (3)，否則進(jìn)入步驟(5)；(3)利用當(dāng)前HASH值和K的最左邊32位得到新的HASH值R；(4)把K左移1位，作為新的K;(5)判斷是否結(jié)束循環(huán)，如果結(jié)束循環(huán)，則進(jìn)入步驟(6)，否則進(jìn)入步驟O)；(6)利用R和緩沖區(qū)隊(duì)列數(shù)得到該報(bào)文的目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中隨機(jī)數(shù)K的構(gòu)造是如下實(shí)現(xiàn)的使K的前面3個(gè)32位相等，也就是說(shuō)，隨機(jī)數(shù)序列K中的前12個(gè)字節(jié)，排列為K
K[1] Κ[2]···Κ[11]，滿(mǎn)足關(guān)系 K[i] =K[i+4]。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的方法，其特征在于，步驟(2)中從左到右依次掃描輸入報(bào)文的源目IP地址I，共8個(gè)字節(jié)，掃描64位從而對(duì)每一位b進(jìn)行判斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的方法，其特征在于，步驟(3)中對(duì)當(dāng)前HASH值和K的最左邊32位進(jìn)行異或運(yùn)算，得到新的HASH值R。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的方法，其特征在于，步驟(6)中得到新K值并且掃描I結(jié)束后，返回最終的R和緩沖區(qū)隊(duì)列數(shù)取模運(yùn)算后，作為該報(bào)文的目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列。
6.一種基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)同源同宿報(bào)文分流的系統(tǒng)，其包括下列模塊初始化模塊，該模塊構(gòu)造隨機(jī)數(shù)K，并且設(shè)置網(wǎng)卡芯片的HASH值R初始值為0 ；源目IP地址I判斷模塊，該模塊掃描輸入報(bào)文的源目IP地址I，并對(duì)每一位b進(jìn)行判斷，如果b = 1，則進(jìn)入獲取新HASH值模塊，否則進(jìn)入結(jié)束循環(huán)判斷模塊；獲取新HASH值模塊，該模塊利用當(dāng)前HASH值和K的最左邊32位得到新的HASH值R ；獲取新K值模塊，該模塊把K左移1位，作為新的K ；結(jié)束循環(huán)判斷模塊，該模塊判斷是否結(jié)束循環(huán)，如果結(jié)束循環(huán)，則進(jìn)入確定目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列模塊，否則進(jìn)入源目IP地址I判斷模塊；確定目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列模塊，該模塊利用R和緩沖區(qū)隊(duì)列數(shù)得到該報(bào)文的目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，初始化模塊中隨機(jī)數(shù)K的構(gòu)造是如下實(shí)現(xiàn)的使K的前面3個(gè)32位相等，也就是說(shuō)，隨機(jī)數(shù)序列K中的前12個(gè)字節(jié)，排列為K W] Κ[1]Κ[2]···Κ[11]，滿(mǎn)足關(guān)系 K[i] = K[i+4]。
8.根據(jù)權(quán)利要求6-7所述的系統(tǒng)，其特征在于，源目IP地址I判斷模塊中從左到右依次掃描輸入報(bào)文的源目IP地址I，共8個(gè)字節(jié)，掃描64位從而對(duì)每一位b進(jìn)行判斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8所述的系統(tǒng)，其特征在于，獲取新HASH值模塊中對(duì)當(dāng)前HASH值和 K的最左邊32位進(jìn)行異或運(yùn)算，得到新的HASH值R。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9所述的方法，其特征在于，確定目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列模塊中得到新K 值并且掃描I結(jié)束后，返回最終的R和緩沖區(qū)隊(duì)列數(shù)取模運(yùn)算后，作為該報(bào)文的目標(biāo)緩沖區(qū)隊(duì)列。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)同源同宿報(bào)文分流的系統(tǒng)和方法，構(gòu)造隨機(jī)數(shù)K，使K的前面3個(gè)32位相等，也就是說(shuō)，隨機(jī)數(shù)序列K中的前12個(gè)字節(jié)，排列為K
K[1]K[2]…K[11]，滿(mǎn)足關(guān)系K[i]＝K[i+4]。利用隨機(jī)數(shù)序列配置和修改網(wǎng)卡芯片的參數(shù)，基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡的分流HASH算法，實(shí)現(xiàn)報(bào)文的同源同宿分流。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于解決了基于intel萬(wàn)兆網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)同源同宿的報(bào)文分流的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04L29/12GK102497323SQ20111042710
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者劉朝輝, 劉燦, 李鋒偉, 竇曉光, 邵宗有 申請(qǐng)人:曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司