[发明专利]一种网络数据分发方法及网络设备

说明书

本发明公开了一种网络数据分发方法及网络设备，所述方法包括：获取第一参数，第一参数包含了当前网络数据的流向信息；获取预设的关键字，关键字的比特位数为A的倍数且每组A个比特位周期性相同；从A个比特位中提取比特位为1或0的各个比特位；在各个比特位中，确定每一比特位在第一参数中的影响区间；将所有影响区间按位进行异或运算，得到第二参数；若A个比特位中比特位为1的位数不超过A/2或第一参数中比特位为1的位数为奇数，则将第二参数取逆序并取反后得到第三参数，若A个比特位中比特位为1的位数超过A/2且第一参数中比特位为1的位数为偶数，则将第二参数取逆序后得到第三参数；根据第三参数将当前网络数据分配给对应的CPU核处理。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种网络数据分发方法及网络设备。

背景技术

为了提升计算机的性能，现代计算机一般采用多核架构处理数据。对于基于多核架构的网络设备而言，当它接收到一个网络数据包时，相关的网卡需要通过一种机制决定将这个数据包交给哪个CPU处理，RSS(receive side scaling)就是这样一种机制。RSS应用广泛，尤其是在一些高性能的网络硬件设备中，如Intel推出的基于8259910Gb以太网控制器的万兆网卡就支持使用开发者给定的参数通过RSS来进行CPU的任务分配。

除了用硬件实现RSS算法外，RSS算法的软件实现也具有重要意义。一方面，随着虚拟化技术的发展，用软件模拟硬件行为已经成为重要的发展方向，另一方面，通过软件实现RSS算法，可以及时地预测RSS网卡硬件的行为，进而实现程序开发上的优化。例如，在实际的应用场景中，如NAPT(Network Address Port Translation，网络端口地址转换)，为了提升计算机系统的使用效能，网络会话(session)信息的记录往往是与特定的CPU绑定的。因此，常常希望一条会话两个方向上的数据包在RSS作用下均能分配到同一个CPU核上，为了保证这一点，就需要在数据包做NAPT时进行相应的RSS软件计算。

如图1所示的RSS处理流程示意图，可简要表述为如下几个步骤：

步骤1、确定入参。入参包括一个40字节(320比特)的关键字key和一个长度为128的数组分配表redirection table。一般情况下，这两个入参可以由开发者指定，以满足特定场景下的计算需求。Key用于计算hash(哈希)值，redirection table则用于将hash值映射到各个CPU(即各个发送队列的id)上。

步骤2、根据key和输入的网络数据信息input(input从已解析的接收数据包中获取)通过给定的hash算法计算出一个32位的hash值。其中，Input的选取一般有两种形式，一种是取源IP与目的IP二元组连接成的数据段，另一种是取源IP、目的IP、源端口、目的端口四元组连接成的数据段。在计算TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)、UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)等常用数据包时，一般都采用后一种即四元组的数据形式作为input，四元组形式下input共包含12个字节，它作为一串96(8＊12＝96)位的0/1数字参与如下计算。关于采用hash算法计算出的32位hash值，由如下方式产生：

(1)、先将32位hash值(采用result表示)的初值置为0；

(2)、如果input最左端的一位为1，则将result更新为result自身与key最左端32位的异或值。否则，保持result不变。

(3)将input与key均左移一位。

(4)如果input各个位均为0，则将当前得到的result作为输出结果。否则，重复(2)(3)(4)。

步骤3、取出作为输出结果的result的7位最低有效位(LSB，即32位二进制hash值的最右侧7位)，找出redirection table中下标与所述7位最低有效位数值相同的数组。