[发明专利]一种嵌入式网络设备中加速网络数据包处理的方法及系统

权利要求书

1.一种嵌入式网络设备中加速网络数据包处理的方法，其特征是，包括如下步骤；

步骤S10：从网络接口接收一个TCP/IP数据包，采用一个pbuf数据结构p指针来指示该TCP/IP数据包的真正的存储空间；

步骤S20：拷贝该TCP/IP数据包的三个头部到片上缓存，采用一个pbuf数据结构q指针来指示该TCP/IP数据包的三个头部在片上缓存的存储空间；所述三个头部是指以太网头部、IPv4头部或IPv6头部、TCP头部或UDP头部；

步骤S30：重构pbuf链，在pbuf数据结构q指针中记录pbuf链中的下一个pbuf数据结构为pbuf数据结构p指针；

还修改pbuf数据结构q指针；pbuf数据结构q指针的tot_len字段设置为pbuf数据结构p指针的tot_len字段的内容；pbuf数据结构q指针的len字段设置为该TCP/IP数据包的三个头部在片上缓存的长度，也就是拷贝长度；

还修改pbuf数据结构p指针；pbuf数据结构p指针的净荷修改为跳过拷贝长度的位置；pbuf数据结构p指针的tot_len以及len字段均修改为减去拷贝长度的值；

步骤S40：使用新的pbuf链进行该TCP/IP数据包的处理；该TCP/IP数据包处理过程中，对三个头部的处理直接访问的是片上缓存的三个头部，而不是该TCP/IP数据包的三个头部原来的存储位置的三个头部；

步骤S50：完成所述步骤S40对该TCP/IP数据包的处理后，在需要转发接口或者转发应用之前，把位于片上缓存的该TCP/IP数据包的三个头部拷贝并覆盖到该TCP/IP数据包真正的存储空间中的三个头部的存储位置，同时在pbuf数据结构q指针中删除下一个pbuf数据结构为pbuf数据结构p指针的记载；

步骤S60：在pbuf链中删除pbuf数据结构q指针，释放片上缓存用于保存该TCP/IP数据包的三个头部的存储空间；重构pbuf数据结构p指针，这是指将pbuf数据结构p指针的净荷修改为包含拷贝长度的位置；pbuf数据结构p指针的tot_len以及len字段均修改为包含拷贝长度的值；

步骤S70：对该TCP/IP数据包或者进行转发、或者送入应用模块处理，随后删除pbuf数据结构p指针，释放该TCP/IP数据包所占用的真正的存储空间。

2.根据权利要求1所述的嵌入式网络设备中加速网络数据包处理的方法，其特征是，所述步骤S20中，根据该TCP/IP数据包的IP头部是IPv4头部还是IPv6头部来设置需要拷贝的长度；所述需要拷贝的长度至少为该TCP/IP数据包的以太网头部的长度+IPv4头部的基础头部或IPv6头部的基础头部的长度+TCP头部的基础头部或UDP头部的基础头部的长度之和。

3.根据权利要求1所述的嵌入式网络设备中加速网络数据包处理的方法，其特征是，所述步骤S40中，所述对TCP/IP数据包的处理包括以太网包的处理、IPv4头部或IPv6头部的检查和处理、TCP头部或UDP头部的检查和处理。

4.根据权利要求1所述的嵌入式网络设备中加速网络数据包处理的方法，其特征是，所述步骤S40中，所述对TCP/IP数据包的处理还包括中间模块对TCP/IP数据包的处理；所述中间模块包括防火墙模块、IP过滤模块、NAT模块的任意一种或多种。

5.根据权利要求4所述的嵌入式网络设备中加速网络数据包处理的方法，其特征是，所述步骤S40中，如果中间模块未修改该TCP/IP数据包位于片上缓存的头部，则省略步骤S50中的拷贝并覆盖的操作，但保留在pbuf数据结构q指针中删除下一个pbuf数据结构为pbuf数据结构p指针的记载。

6.根据权利要求4所述的嵌入式网络设备中加速网络数据包处理的方法，其特征是，所述步骤S40中，如果中间模块修改了该TCP/IP数据包位于片上缓存的头部，则修改步骤S50为步骤S55；

步骤S55：把位于片上缓存的该TCP/IP数据包的三个头部的修改部分的数据拷贝到该TCP/IP数据包真正的存储空间中相对应的部分并覆盖，并在pbuf数据结构q指针中删除下一个pbuf数据结构为pbuf数据结构p指针的记载。