專利名稱：在實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及路由器領(lǐng)域，尤其涉及一種路由器大數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)的方法。
背景技術(shù)：
ReOS是HiPER系列路由器的實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)。ReOS系統(tǒng)主要運(yùn)行在嵌入式CPU上，如摩托羅拉公司的Power PC，ARM7和ARM9核，MIPS核，IntelXscale，也可以運(yùn)行在i386兼容的CPU等i386兼容的CPU等。ReOS通過CPU和外接的網(wǎng)絡(luò)接口芯片實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)和其他管理功能，在現(xiàn)在的系統(tǒng)上，數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)主要通過CPU來實(shí)現(xiàn)的。
而一個(gè)典型的中低端路由器系統(tǒng)，以ARM9為內(nèi)核的CPU，在ReOS的處理方式的流程如下1.網(wǎng)卡的芯片收到以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)包，將該數(shù)據(jù)包放在接收緩沖，然后向CPU發(fā)出中斷消息；2.CPU收到中斷消息以后，CPU進(jìn)行任務(wù)調(diào)度，調(diào)用需要處理的任務(wù)；3.該任務(wù)從接收緩存中將數(shù)據(jù)包拷貝到內(nèi)存中，進(jìn)行相應(yīng)的處理，如經(jīng)過防火墻過濾模塊決定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)，或者經(jīng)過NAT處理修改IP地址和端口，或者需要進(jìn)行流量控制放置到排隊(duì)隊(duì)列等；4.將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口，或者丟棄，或者轉(zhuǎn)到上層的應(yīng)用程序；5.當(dāng)需要轉(zhuǎn)發(fā)出去的數(shù)據(jù)包處理完畢后，將新生成的數(shù)據(jù)包送到相應(yīng)的發(fā)送緩沖。
在以上的步驟中，第一步比較快，第二步開始需要CPU大量干預(yù)，比較耗時(shí)。在這個(gè)模式下，ReOS的轉(zhuǎn)發(fā)效率，在典型的ARM9內(nèi)核，主頻為166Mhz的CPU上，包轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)值為6000PPS(Packet Per Second)，也就是說當(dāng)包長為64字節(jié)時(shí)，每秒能轉(zhuǎn)發(fā)6000個(gè)包。無丟包的吞吐量在2Mbps。
在這種處理能力下，當(dāng)包長為1518字節(jié)時(shí)(以太網(wǎng)的最大包長)，每秒可以轉(zhuǎn)發(fā)的包的數(shù)量也在5000以下。
但是，由于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷發(fā)展，用戶對(duì)接入帶寬的要求也越來越高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供了一種在實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，旨在解決上述的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)卡收到由其他設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包；CPU每隔一段時(shí)間向網(wǎng)卡查詢是否有待處理的數(shù)據(jù)包；如果在網(wǎng)卡緩存中有待處理的數(shù)據(jù)包，進(jìn)入中斷處理程序；中斷處理程序收到發(fā)送過來的“流”的第一個(gè)數(shù)據(jù)包，進(jìn)行流程轉(zhuǎn)發(fā)；所述的“流”是指具有相同的源地址，目的地址，源端口，目的端口和協(xié)議的數(shù)據(jù)包；所述的流程轉(zhuǎn)發(fā)包括在接收緩存中對(duì)該數(shù)據(jù)包進(jìn)行NAT，防火墻過濾等處理，同時(shí)在高速緩沖中建立一個(gè)索引，將該流的具體信息和需要轉(zhuǎn)發(fā)的端口記錄下來；當(dāng)“流”的隨后包達(dá)到時(shí)，中斷處理程序去查找高速緩沖，根據(jù)高速緩沖中的信息將數(shù)據(jù)包直接由相應(yīng)端口發(fā)送，不再將內(nèi)存的數(shù)據(jù)先拷貝到發(fā)送緩沖；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是包長512字節(jié)及以上，達(dá)到了雙向線速。


圖1是本發(fā)明和另一“流”的技術(shù)的比較圖；具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述網(wǎng)卡收到由其他設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包；CPU每隔一段時(shí)間向網(wǎng)卡查詢是否有待處理的數(shù)據(jù)包；如果在網(wǎng)卡緩存中有待處理的數(shù)據(jù)包，進(jìn)入中斷處理程序；中斷處理程序收到發(fā)送過來的“流”的第一個(gè)數(shù)據(jù)包，進(jìn)行流程轉(zhuǎn)發(fā)；所述的“流”是指具有相同的源地址，目的地址，源端口，目的端口和協(xié)議的數(shù)據(jù)包；所述的流程轉(zhuǎn)發(fā)包括在接收緩存中對(duì)該數(shù)據(jù)包進(jìn)行NAT，防火墻過濾等處理，同時(shí)在高速緩沖中建立一個(gè)索引，將該流的具體信息和需要轉(zhuǎn)發(fā)的端口記錄下來；當(dāng)“流”的隨后包達(dá)到時(shí)，中斷處理程序去查找高速緩沖，根據(jù)高速緩沖中的信息將數(shù)據(jù)包直接由相應(yīng)端口發(fā)送，不再將內(nèi)存的數(shù)據(jù)先拷貝到發(fā)送緩沖。
采用CPU輪詢和不拷貝內(nèi)存的方式，對(duì)小包的轉(zhuǎn)發(fā)有所提高，但是對(duì)大包的轉(zhuǎn)發(fā)效率提高了很多。包長512字節(jié)及以上，已經(jīng)達(dá)到雙向線速。
下面是本發(fā)明和采用另一“流”的技術(shù)比較(如圖1所示)另一“流”的技術(shù)是是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)卡收到由其他設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包，進(jìn)入中斷處理程序；中斷處理程序收到發(fā)送過來的“流”的第一個(gè)數(shù)據(jù)包，進(jìn)行流程轉(zhuǎn)發(fā)；所述的“流”是指具有相同的源地址，目的地址，源端口，目的端口和協(xié)議的數(shù)據(jù)包；所述的流程轉(zhuǎn)發(fā)包括將數(shù)據(jù)包從網(wǎng)卡緩存中拷貝到內(nèi)存中，再進(jìn)行如需要經(jīng)過防火墻處理，或者經(jīng)過NAT處理等，同時(shí)在高速緩沖中建立一個(gè)索引，將該流的具體信息和需要轉(zhuǎn)發(fā)的端口記錄下來；當(dāng)“流”的隨后包達(dá)到時(shí)，中斷處理程序去查找高速緩沖，根據(jù)高速緩沖中的信息，將內(nèi)存中的包內(nèi)容先拷貝到發(fā)送緩沖，然后等待該端口的發(fā)送。
權(quán)利要求
1.一種在實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)卡收到由其他設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包；CPU每隔一段時(shí)間向網(wǎng)卡查詢是否有待處理的數(shù)據(jù)包；如果在網(wǎng)卡緩存中有待處理的數(shù)據(jù)包，進(jìn)入中斷處理程序；中斷處理程序收到發(fā)送過來的“流”的第一個(gè)數(shù)據(jù)包，進(jìn)行流程轉(zhuǎn)發(fā)；所述的“流”是指具有相同的源地址，目的地址，源端口，目的端口和協(xié)議的數(shù)據(jù)包；所述的流程轉(zhuǎn)發(fā)包括在接收緩存中對(duì)該數(shù)據(jù)包進(jìn)行NAT，防火墻過濾等處理，同時(shí)在高速緩沖中建立一個(gè)索引，將該流的具體信息和需要轉(zhuǎn)發(fā)的端口記錄下來；當(dāng)“流”的隨后包達(dá)到時(shí)，中斷處理程序去查找高速緩沖，根據(jù)高速緩沖中的信息將數(shù)據(jù)包直接由相應(yīng)端口發(fā)送，不再將內(nèi)存的數(shù)據(jù)先拷貝到發(fā)送緩沖。
全文摘要
本發(fā)明涉及在實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，網(wǎng)卡收到由其他設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包；CPU每隔一段時(shí)間向網(wǎng)卡查詢是否有待處理的數(shù)據(jù)包；如在網(wǎng)卡緩存中有待處理的數(shù)據(jù)包，進(jìn)入中斷處理程序；該程序收到發(fā)送過來的“流”的第一個(gè)數(shù)據(jù)包，進(jìn)行流程轉(zhuǎn)發(fā)；“流”是指具有相同的源地址，目的地址，源端口，目的端口和協(xié)議的數(shù)據(jù)包；流程轉(zhuǎn)發(fā)包括在接收緩存中對(duì)該數(shù)據(jù)包進(jìn)行NAT，防火墻過濾等處理，同時(shí)在高速緩沖中建立一個(gè)索引，將該流的具體信息和需要轉(zhuǎn)發(fā)的端口記錄下來；當(dāng)“流”的隨后包達(dá)到時(shí)，中斷處理程序去查找高速緩沖，根據(jù)高速緩沖中的信息將內(nèi)存的數(shù)據(jù)包由相應(yīng)的端口直接發(fā)送，不再將數(shù)據(jù)包從內(nèi)存拷貝到發(fā)送緩沖。
文檔編號(hào)G06F9/46GK1848795SQ20051002513
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2005年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者沈慷 申請(qǐng)人:上海艾泰科技有限公司