CN106302234A - 网络包传送方法、以太网控制器、高速缓存及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种网络包传送方法、以太网控制器、高速缓存及系统，该方法中，在通过DCA方法发送网络包时，以太网控制器接收网络协议包头并存储，然后接收有效载荷并将其发送至cache，待有效载荷发送完毕后，取出网络协议包头并发送。该过程中，网络协议包头是在有效载荷发送完毕之后发送的，使得网络协议包头的重用距离不包括有效载荷被发送至cache中的时长，从而在一定程度上缩短了网络协议包头的重用距离，达到提高运行效率及网络传输性能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术，尤其涉及一种网络包传送方法、以太网控制器、高速缓存及系统。
背景技术
一般来说，数据在以太网中以网络包的形式进行传输，网络包包括两部分：网络协议包头和有效载荷。其中，网络协议包头中包含网络各层次协议的相关信息，如来源、包大小、包类型等；有效载荷中存放需要被传输的数据。
当以太网控制器向高速缓存(cache)发送网络包时，采用直接高速缓存访问(Direct Cache Access，DCA)方法，先将网络协议包头发送至cache，再将有效载荷发送至cache，待有效载荷发送完毕后，以太网控制器改写内存中的描述符并向中央处理器(Central Processing Unit，CPU)发出中断。然后，由CPU读取并处理该网络包。网络协议包头被发送至cache、以及网络协议包头被CPU读出的速度影响网络协议栈的处理效率，进而影响整体运行性能。该过程中，从网络协议包头被发送至cache，到CPU从cache中读出该网络协议包头的时长，称之为网络协议包头的重用距离，具体可参见图1，图1为现有技术中网络协议包头的重用距离的示意图。由图1可知，现有技术中网络协议包头的重用距离包括网络协议包头被发送至cache中的时长、有效载荷被发送至cache中的时长以及以太网控制器改写描述符和发出中断的时长。
上述网络包的发送过程中，网络协议包头在cache中是“先进先出”的，即先被以太网控制器发送至cache中的网络协议包头，也先被CPU读取，造成网络协议包头的重用距离较长，使得网络协议包头占用cache空间，从而将其他重要的数据替换出cache，当CPU使用这些重要数据时需要重新从内存中读取；或者，使得网络协议包头被后续发送的有效载荷从cache中替换出去，当CPU需要使用该网络协议包头时，得重新从内存中读取，带来网络包的无效传输，导致运行效率降低、网络传输性能差的问题。因此，如何缩短DCA方法中网络协议包头的重用距离以提高网络包的传输效率及网络传输性能，实为业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种网络包传送方法、以太网控制器、高速缓存及系统，通过缩短DCA方法中网络协议包头的重用距离，达到提高运行效率及网络传输性能的目的。
第一个方面，本发明实施例提供一种网络包发送方法，包括：
以太网控制器存储接收到的网络协议包头；
所述以太网控制器接收所述网络协议包头所属的网络包的有效载荷；
所述以太网控制器向高速缓存cache发送所述有效载荷；
当所述有效载荷发送完毕时，所述以太网控制器向所述cache发送所述网络协议包头。
在第一个方面的第一种可能的实现方式中，该方法还包括：
当所述网络协议包头发送完毕后，所述以太网控制器改写内存中的描述符并向中央处理器CPU发送中断。
结合第一个方面的第一种可能的实现方式，在第一个方面的第二种可能的实现方式中，所述网络协议包头的重用距离包括：所述网络协议包头被发送至所述cache中的时长和所述改写所述描述符与发送所述中断的时长。
第二个方面，本发明实施例提供一种网络包接收方法，包括：
高速缓存cache接收以太网控制器发送的有效载荷；
当所述有效载荷接收完毕后，所述cache接收所述以太网控制器发送的网络协议包头，其中，所述网络协议包头为存储在所述以太网控制器中的网络协议包头，所述网络协议包头为所述有效载荷所属的网络包的网络协议包头。
在第二个方面的第一种可能的实现方式中，所述网络协议包头的重用距离包括：所述网络协议包头被发送至所述cache中的时长和所述以太网控制器改写描述符与发送中断的时长。
第三个方面，本发明实施例提供一种以太网控制器，包括：
接收模块，用于接收网络协议包头；
存储模块，用于存储所述接收模块接收到的所述网络协议包头；
所述接收模块，还用于接收所述网络协议包头所属的网络包的有效载荷；
发送模块，用于向高速缓存cache发送所述接收模块接收的所述有效载荷；以及当所述有效载荷发送完毕时，向所述cache发送所述存储模块存储的所述网络协议包头。
在第三个方面的第一种可能的实现方式中，该以太网控制器还包括：
处理模块，用于当所述发送模块将所述网络协议包头发送完毕后，改写内存中的描述符；
所述发送模块，还用于向中央处理器CPU发送中断。
第四个方面，本发明实施例还提供一种高速缓存cache，包括：接收模块，用于接收以太网控制器发送的有效载荷，以及当所述有效载荷接收完毕后，接收所述以太网控制器发送的网络协议包头，其中，所述网络协议包头为存储在所述以太网控制器中的网络协议包头，所述网络协议包头为所述有效载荷所属的网络包的网络协议包头。
在第四个方面的第一种可能的实现方式中，所述网络协议包头的重用距离包括：所述网络协议包头被发送至所述cache中的时长、所述以太网控制器改写描述符与发送中断的时长。
第五个方面，本发明实施例提供一种网络包发送及接收系统，包括如上第三个方或第三个方面的第一种可能的实现方式实现的以太网控制器，以及如上第四个方面或第四个方面的第一种可能的实现方式实现的高速缓存。
本发明实施例提供的网络包传送方法、以太网控制器、高速缓存及系统，在通过DCA方法发送网络包时，以太网控制器接收网络协议包头并存储，然后接收有效载荷并将其发送至cache，待有效载荷发送完毕后，取出网络协议包头并发送。该过程中，网络协议包头是在有效载荷发送完毕之后发送的，使得网络协议包头的重用距离不包括有效载荷被发送至cache中的时长，从而在一定程度上缩短了网络协议包头的重用距离，达到提高运行效率及网络传输性能的目的。
附图说明
图1为现有技术中网络协议包头的重用距离的示意图；
图2为本发明网络包发送方法实施例一的流程图；
图3为本发明网络包发送方法中重用距离的示意图；
图4为本发明网络包接收方法实施例一的流程图；
图5为本发明以太网控制器实施例一的结构示意图；
图6为本发明以太网控制器实施例二的结构示意图；
图7为本发明cache实施例一的结构示意图。
具体实施方式
现代CPU中往往包含一级或多级cache，cache保存内存数据的备份，其具有访问速度快的优势。DCA方法正是利用cache访问速度快的特点，将以太网控制器发送的网络包直接送入cache，然后由CPU进行读取并处理，从而减少访问内存的次数。若以太网协议包头的重用距离过长，使得网络协议包头占用cache空间，从而将其他重要的数据替换出cache，当CPU使用这些重要数据时需要重新从内存中读取；或者，使得网络协议包头被后续发送的有效载荷从cache中替换出去，当CPU需要使用该网络协议包头时，得重新从内存中读取，带来网络包的无效传输，导致运行效率降低、网络传输性能差的问题。也就是说，DCA方法中以太网协议包头的重用距离关系到DCA方法的效果。
有鉴于此，本发明提供一种网络包传送方法、以太网控制器、高速缓存及系统，通过缩短DCA方法中网络协议包头的重用距离，达到提高运行效率及网络传输性能的目的。
图2为本发明网络包发送方法实施例一的流程图，本实施例的执行主体为以太网控制器，适用于DCA方法中需要缩短网络协议包头的重用距离的场景。具体的，本实施例包括如下步骤：
101、以太网控制器存储接收到的网络协议包头。
本发明实施例中，以太网控制器也称以太网适配器，即俗称的“网卡”，其具有与外界通信的网络端口，通过该网络端口接收网络包；网络包包括两部分：网络协议包头和有效载荷。其中，网络协议包头中包含网络各层次协议的相关信息，如来源、包大小，包类型等；有效载荷中存放需要被传输的数据。
本步骤中，当有网络包传输至以太网控制器时，以太网控制器从网络端口接收网络包的网络协议包头。在接收到网络协议包头后，以太网控制器将该网络协议包头存储起来。例如，可预先给以太网控制器设置缓存，从而将接收到的以太网协议包头暂存在缓存中。其中，该缓存可以是任何具有暂存功能的硬件模块或虚拟模块。
102、所述以太网控制器接收所述网络协议包头所属的网络包的有效载荷。
本步骤中，当网络协议包头接收并存储完毕后，以太网控制器继续从网络端口接收该网络协议包头所属的网络包的有效载荷。
103、所述以太网控制器向高速缓存cache发送所述有效载荷。
本步骤中，以太网控制器将通过网络端口接收到的有效载荷向cache发送。
104、当所述有效载荷发送完毕时，所述以太网控制器向所述cache发送所述网络协议包头。
本步骤中，当以太网控制器将网络协议包头所属的网络包的所有有效载荷都发送至cache后，从缓存中取出该网络协议包头，并将该网络协议包头发送至cache。
由于网络协议包头的重用距离是指网络协议包头被发送至cache，到CPU从cache中读出该网络协议包头的时长。现有技术中，通过DCA方法发送网络包时，先发送网络协议包头，再发送有效载荷，从而使得网络协议包头的重用距离包括有效载荷被发送至cache中的时长。而本实施例中，通过DCA方法发送网络包时，网络协议包头是在有效载荷发送完毕之后发送的。因此，相较于现有技术，本发明实施例中网络协议包头的重用距离不包括有效载荷被发送至cache中的时长。
本发明实施例提供的络包发送方法，在通过DCA方法发送网络包时，以太网控制器接收网络协议包头并存储，然后接收有效载荷并将其发送至cache，待有效载荷发送完毕后，取出网络协议包头并发送。该过程中，网络协议包头是在有效载荷发送完毕之后发送的，使得网络协议包头的重用距离不包括有效载荷被发送至cache中的时长，从而在一定程度上缩短了网络协议包头的重用距离，达到提高运行效率及网络传输性能的目的。
可选的，在本发明一实施例中，当所述网络协议包头发送完毕后，所述以太网控制器改写内存中的描述符并向CPU发送中断。具体的，可参见图3，图3为本发明网络包发送方法中重用距离的示意图。
请参照图3，从时间轴上来看，随着时间的增长，以太网控制器先向cache发送有效载荷，再发送网络协议包头，然后网络控制器改写描述符并发送中断，最后，CPU读取网络协议包头并处理。如此一来，根据重用距离的概念，本实施例中，重用距离不包括有效载荷被发送至cache中的时长，而是仅仅包括络协议包头被发送至cache中的时长、以及以太网控制器改写内存描述符与向CPU发送中断的时长。
图4为本发明网络包接收方法实施例一的流程图，本实施例的执行主体为cache，适用于DCA方法中需要缩短网络协议包头的重用距离的场景。具体的，本实施例包括如下步骤：
201、高速缓存cache接收以太网控制器发送的有效载荷；
202、当所述有效载荷接收完毕后，所述cache接收所述以太网控制器发送的网络协议包头，所述网络协议包头为存储在所述以太网控制器中的网络协议包头，所述网络协议包头为所述有效载荷所属的网络包的网络协议包头。
具体的，本发明实施例中关于以太网控制器、网络包、网络协议包头、有效载荷、重用距离等的描述，可参见上述图2所示实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的网络包接收方法，cache在接收以太网控制器通过DCA方法发送的网络包时，先接收以太网控制器发送的有效载荷，待有效载荷接收完毕后，再接收以太网控制器存储并发送的网络协议包头。该过程，网络协议包头是在有效载荷接收完毕之后接收的，使得网络协议包头的重用距离不包括有效载荷被发送至cache中的时长，从而在一定程度上缩短了网络协议包头的重用距离，达到提高运行效率及网络传输性能的目的。
可选的，在本发明一实施例中，所述网络协议包头的重用距离包括：所述网络协议包头被发送至所述cache中的时长、所述以太网控制器改写描述符与发送中断的时长。
图5为本发明以太网控制器实施例一的结构示意图，本实施例提供的以太网控制器，其可实现本发明任意实施例提供的应用于以太网控制器的方法的各个步骤。具体的，本实施例提供的以太网控制器100包括：
接收模块11，用于接收网络协议包头；
存储模块12，用于存储所述接收模块11接收到的所述网络协议包头；
所述接收模块11，还用于接收所述网络协议包头所属的网络包的有效载荷；
发送模块13，用于向高速缓存cache发送所述接收模块11接收的所述有效载荷；以及当所述有效载荷发送完毕时，向所述cache发送所述存储模块12存储的所述网络协议包头。
本发明实施例提供的以太网控制器，在通过DCA方法发送网络包时，接收网络协议包头并存储，然后接收有效载荷并将其发送至cache，待有效载荷发送完毕后，取出网络协议包头并发送。该过程中，网络协议包头是在有效载荷发送完毕之后发送的，使得网络协议包头的重用距离不包括有效载荷被发送至cache中的时长，从而在一定程度上缩短了网络协议包头的重用距离，达到提高运行效率及网络传输性能的目的。
图6为本发明以太网控制器实施例二的结构示意图。如图6所示，本实施例的以太网控制器100在图5装置结构的基础上，还包括：
处理模块14，用于当所述发送模块13将所述网络协议包头发送完毕后，改写内存中的描述符；
所述发送模块13，还用于向中央处理器CPU发送中断。
图7为本发明cache实施例一的结构示意图，本实施例提供的cache，其可实现本发明任意实施例提供的应用于以cache的方法的各个步骤。具体的，本实施例提供的cache200包括：
接收模块21，用于接收以太网控制器发送的有效载荷，以及当所述有效载荷接收完毕后，接收所述以太网控制器发送的网络协议包头，其中，所述网络协议包头为存储在所述以太网控制器中的网络协议包头，所述网络协议包头为所述有效载荷所属的网络包的网络协议包头。
本发明实施例提供的cache，在接收以太网控制器通过DCA方法发送的网络包时，先接收以太网控制器发送的有效载荷，待有效载荷接收完毕后，再接收以太网控制器存储并发送的网络协议包头。该过程，网络协议包头是在有效载荷接收完毕之后接收的，使得网络协议包头的重用距离不包括有效载荷被发送至cache中的时长，从而在一定程度上缩短了网络协议包头的重用距离，达到提高运行效率及网络传输性能的目的。
可选的，在本发明一实施例中，所述网络协议包头的重用距离包括：所述网络协议包头被发送至所述cache中的时长和所述以太网控制器改写描述符与发送中断的时长。
另外，在上述网络包发送方法、网络包接收方法、以太网控制器及高速缓存的基础上，本发明实施例还提供一种网络包发送及接收系统，包括如上实施例提供的以太网控制器及高速缓存，具体工作原理可参见上述各实施例，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种网络包发送方法，其特征在于，包括：
以太网控制器存储接收到的网络协议包头；
所述以太网控制器接收所述网络协议包头所属的网络包的有效载荷；
所述以太网控制器向高速缓存cache发送所述有效载荷；
当所述有效载荷发送完毕时，所述以太网控制器向所述cache发送所述网络协议包头。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述网络协议包头发送完毕后，所述以太网控制器改写内存中的描述符并向中央处理器CPU发送中断。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网络协议包头的重用距离包括：所述网络协议包头被发送至所述cache中的时长和所述改写所述描述符与发送所述中断的时长。
4.一种网络包接收方法，其特征在于，包括：
高速缓存cache接收以太网控制器发送的有效载荷；
当所述有效载荷接收完毕后，所述cache接收所述以太网控制器发送的网络协议包头，其中，所述网络协议包头为存储在所述以太网控制器中的网络协议包头，所述网络协议包头为所述有效载荷所属的网络包的网络协议包头。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述网络协议包头的重用距离包括：所述网络协议包头被发送至所述cache中的时长和所述以太网控制器改写描述符与发送中断的时长。
6.一种以太网控制器，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收网络协议包头；
存储模块，用于存储所述接收模块接收到的所述网络协议包头；
所述接收模块，还用于接收所述网络协议包头所属的网络包的有效载荷；
发送模块，用于向高速缓存cache发送所述接收模块接收的所述有效载荷；以及当所述有效载荷发送完毕时，向所述cache发送所述存储模块存储的所述网络协议包头。
7.根据权利要求6所述的以太网控制器，其特征在于，还包括：
处理模块，用于当所述发送模块将所述网络协议包头发送完毕后，改写内存中的描述符；
所述发送模块，还用于向中央处理器CPU发送中断。
8.一种高速缓存cache，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收以太网控制器发送的有效载荷，以及当所述有效载荷接收完毕后，接收所述以太网控制器发送的网络协议包头，其中，所述网络协议包头为存储在所述以太网控制器中的网络协议包头，所述网络协议包头为所述有效载荷所属的网络包的网络协议包头。
9.根据权利要求8所述的cache，其特征在于，所述网络协议包头的重用距离包括：所述网络协议包头被发送至所述cache中的时长和所述以太网控制器改写描述符与发送中断的时长。
10.一种网络包发送及接收系统，其特征在于，包括如权利要求6或7所述的以太网控制器，以及如权利要求8或9所述的高速缓存。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 100095 Building 2, Longxin Industrial Park, Zhongguancun environmental protection technology demonstration park, Haidian District, Beijing Patentee after: Loongson Zhongke Technology Co.,Ltd. Address before: 100095 Building 2, Longxin Industrial Park, Zhongguancun environmental protection technology demonstration park, Haidian District, Beijing Patentee before: LOONGSON TECHNOLOGY Corp.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |