一種TCP-IP卸載結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和信息流量的增加，網(wǎng)絡(luò)帶寬要求越來(lái)越高，只有高帶寬網(wǎng)絡(luò)才能滿足日益增長(zhǎng)的信息流量和人們的需求。一直以來(lái)，TCP/IP協(xié)議都由主機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，但隨著千兆位以太網(wǎng)等高帶寬網(wǎng)絡(luò)的普及，主機(jī)上TCP/IP協(xié)議處理開銷已經(jīng)成為系統(tǒng)整體性能的瓶頸。為了釋放主機(jī)的CPU處理負(fù)擔(dān)，近年來(lái)各種TCP加速技術(shù)成為研究熱點(diǎn)，適用于千兆網(wǎng)絡(luò)的TOE（TCP Offload Engine）產(chǎn)品已投放市場(chǎng)，像Intel PRO/1000等。為解

2、決服務(wù)器通信處理瓶頸而研究的TCP/IP協(xié)議卸載技術(shù)的基本思想，是分擔(dān)服務(wù)器CPU對(duì)TCP/IP協(xié)議棧的處理，將協(xié)議處理過(guò)程放到FPGA，ASIC等硬件處理單元上完成，從而將服務(wù)器的CPU解放出來(lái)，既可提高網(wǎng)絡(luò)輸性能，又可提高CPU的工作效率。通常將實(shí)現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議功能的硬件處理單元稱為卸載引擎。 本文首先介紹了TOE技術(shù)的基本原理，然后分析并比較了協(xié)議卸載的兩種實(shí)現(xiàn)策略：全卸載和部分卸載。介紹了TOE硬件實(shí)現(xiàn)的三種方式：

3、嵌入式TOE、ASIC TOE、FPGA TOE以及TOE軟件的實(shí)現(xiàn)方式：高性能Socket接口、TCP/IP協(xié)議棧置換。 在分析了TOE技術(shù)的基本思想和原理后，最后對(duì)開源的Linux操作系統(tǒng)中的TCP/IP協(xié)議棧的卸載方法展開了研究。針對(duì)Linux操作系統(tǒng)，定義了卸載引擎的體系結(jié)構(gòu)，討論了卸載引擎與服務(wù)器操作系統(tǒng)連接接口的解決辦法，研究了使用卸載支持模塊來(lái)完成兩者之間連接的實(shí)現(xiàn)策略。在Linux系統(tǒng)原來(lái)的TCP/IP協(xié)議棧被屏