[发明专利]一种基于Socket对接TOE驱动的TCP加速方法

说明书

本发明提供了一种基于Socket对接TOE驱动的TCP加速方法，所述方法应用于基于Socket对接TOE驱动的TCP加速网卡；所述方法通过动态替换Socket模块使Socket跳过linux内核协议栈直接对接TOE驱动，通过FGPA实现运输层，网络层以及数据链路层的封装，校验，解包等操作。本发明采用动态替换Socket模块方法不需要修改内核源码，使用方便，工作量相对较小。

技术领域

本发明涉及一种互联网技术领域 ，尤其涉及一种基于Socket对接TOE驱动的TCP加速方法。

背景技术

随着网络信息的高速发展,在网络数据的传输量呈现指数增长的趋势，传统的TCP通信计算量过大,导致网络吞吐量受限于CPU性能，于是市场上出现了一种TCP加速技术TCP/IP Offload Engine，该技术将TCP/IP通信模块直接移植到FGPA，通过硬件做计算加速。该技术的引发了一个问题，在linux内核中，由于Socket模块直接对接TCP/IP模块（网络协议栈），为了保证用户习惯的一致性，需要修改Socket模块使其直接对接TOE网卡驱动。

linux内核网络协议栈中包含TCP、 UDP、IP、ICMP、IGMP等多种协议。

应用层：负责处理特定的应用层细节，应用与应用之间通过解析应用层协议来进行传输和控制。

运输层：TCP协议负责提供端到端的高可靠的数据通信。

网络层：处理分组在互联网中的活动，例如分组的选路。

数据链路层：处理与电缆或其它任何传输媒介的物理接口细节，负责实现物理链路的通信协议。

无论是运输层还是网络层甚至是数据链路层， 主机处理器都需要耗费大量资源进行数据包封装和校验工作。这将导致在高速以太网环境中网络带宽受限于CPU性能。

修改Socket模块使其跳过内核协议栈直接对接TOE驱动。

方案一：直接修改linux内核源码中Socket模块。缺点：工作量大，难度高，时间周期长，需要重新编译内核源码，使用不方便。

方案二：动态替换Socket模块。优点：不需要修改内核源码，使用方便，工作量相对较小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Socket对接TOE驱动的TCP加速方法，以解决上述技术背景中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于Socket对接TOE驱动的TCP加速方法，动态替换Socket模块使Socket跳过linux内核协议栈直接对接TOE驱动；所述方法包括如下步骤：

S1：增加add_port接口，将toe port保存到toe list port中；

S2：在init的过程中通过钩子函数动态替换tcp_port为fitoe_tcp_port，替换inet_stream_ops结构体为fitoe_inet_stream_ops；

S3：在fitoe_tcp_port和fitoe_inet_stream_ops中对当前port与toe port list对比，判断当前port是否属于toe port，若属于转S4；否则调用原tcp_port和inet_stream_ops；

S4： 通过Driver将数据传递给FPGA，由FPGA进行多层网络协议的数据包处理工作；

S5：在exit的过程中恢复被替换的tcp_port和inet_stream_ops结构体。

优选地，所述linux内核协议包括TCP协议和IP协议。