[发明专利]一种网络适配器的数据传输方法及网络适配器

说明书

本发明公开了一种支持TCP/IP协议簇的新型网络适配器及其数据传输方法，利用该网络适配器进行数据传输时，主机应用层不需要创建会话、不需要维护会话状态、不需要参与数据的封装和解封装。主机应用层发送和接收到的都是元数据。该新型网络适配器通过实现TCP/IP协议栈，可以独立完成一些协议协商，例如建立数据连接、网络数据的封装/解封装、数据加/解密、网络数据的压缩/解压缩、硬件防火墙、网络探测报文的应答、各种路由和链路检测机制、甚至PPP/DHCP用户拨号等功能。为操作系统和现有硬件只处理元数据提供了可能。大大提升了核心硬件的数据吞吐量。利用本发明可以形成一种新型主机架构，小到PC，大到各类服务器，适合广泛应用。

技术领域

本发明涉及计算机网络技术，特别是计算机网络中的数据传输技术，具体而言涉及一种支持TCP/IP协议簇的新型网络适配器及其数据传输方法。

背景技术

现阶段因为TCP/IP协议的广泛使用，使用TCP/IP协议进行数据通信是主机的主流配置。在网络的OSI七层模型中，常见的网络适配器是工作在链路层的网络组件，其覆盖了物理层和数据链路层，是局域网中连接计算机和传输介质的接口，实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，以及数据帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。随着云计算和云存储的普遍应用，网络数据的数据量急剧增加，网络数据与用户的关系越来越密切。未来，个人PC和云服务器绝大部分的数据来源于网络。

在电子制造技术越来越成熟的今天，硬件产品的更新速度越来越快，硬件制造成本却越来越低廉。这一切源于电子制造技术越来越成熟。现在好多家用PC的硬件配置都能达到一台中小型服务器的配置标准。从侧面也说明主机的处理速度越来越关乎用户的使用体验。

在这个背景下，高性能CPU+大内存提升主机处理速度的愿望将被操作系统搭载简单网络适配器的模式所拖累。图1示出了传统的网络适配器在主机上的工作模式，在当前这种模式下，网络适配器工作在数据链路层，数据报文解析/校验、数据报文封装/校验、用户数据报文加/解密(用户IPSec VPN接入场景)、用户报文压缩/解压缩、网络数据的深度解析与病毒识别等等这些操作需要消耗主机的很大一部分软硬件资源。同时这种“病态”模式下，只有通过不断升级CPU、内存甚至主板才能维持用户体验。这在世界范围内会是很大一种开销。

同时，由于操作系统在运行中存在任务的调度，对链路探测报文的应答很难像硬件一样做出快速响应。所以一旦发生链路中断或流量拥塞，主机无法及时对数据处理做出收敛就会造成数据丢失。必须经常借助通信消耗比较大的的面向连接的通信协议来确保通信数据不丢失。如果主机上有一个可以独立支持探测协议的硬件，主机的链路收敛速度就会大大提提升。

如果将以上开销从现有操作系统和硬件资源中剔除，交给一个独立的硬件单独去完成。操作系统和应用程序就只需负责处理元数据，那将极大地提升用户体验，云主机和分布式服务器也能将有更多的软硬件资源聚焦于数据业务处理。

因此，迫切希望具有一种支持TCP/IP协议簇的新型的网络适配器。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明提出一种网络适配器的数据传输方法以及网络适配器，能够实现基于TCP/IP协议簇的网络数据处理。

技术方案：本发明所述的一种网络适配器的数据传输方法，包括以下步骤：

应用程序根据模块ID或任务标识构造出一个本应用在本机的唯一标识；

应用程序通过目的IP地址、目的端口通知新型网络适配器对端的信息，然后发起会话；

应用程序向新型网络适配器注册一个报文接收处理接口，用于处理返程数据；

返程数据通过会话对应的报文接收处理接口，将数据交给应用程序，数据接收完成。

其中，数据发送方法包括以下步骤：