用户空间协议栈的并行化与性能优化

在网络速度不断提高的今天,网络处理的瓶颈已从链路转移到了终端。通用操作系统中低效的网络子系统成为主要瓶颈,为此工业界和学术界提出了绕过内核的高性能用户空间包I/O引擎。为充分利用这些包I/O引擎加速更多的网络应用,高性能用户空间协议栈成为了研究热点。本文以配备多队列万兆网卡的通用多核服务器为目标平台,对移植自Free BSD内核的用户空间协议栈Libuinet进行了并行化和性能优化,并为其设计了一套基于回调的编程接口。文章介绍了并行化过程中并行化模型的设计、并行化策略的实施以及基于回调的编程接口的设计,并介绍了性能优化过程中针对回调线程、收包线程、发包线程和线程调度策略的优化。实验证明,本文所设计的并行化和性能优化方法是有效的。

用户空间协议栈的移植与性能优化

文章将一个为嵌入式系统开发的轻量级用户空间协议栈LWIP移植到x86多核处理器上,并通过集成高速收发包引擎、优化关键数据结构及算法等措施提高其性能。论文介绍了与LWIP移植相关的系统模型设计、收发包引擎集成和操作系统抽象层实现,以及与LWIP优化相关的PCB管理、定时器管理与资源互斥锁实现。经实验,基于用户空间协议栈实现的web服务器,其性能比基于内核协议栈的web服务器提高了一倍。

基于StarFabric的高速通信协议

StarFabric是StarGen公司新提出的通用互连规范,可应用于包括高性能计算在内的诸多领域,但是目前基于该规范的通信设备缺乏通信协议支持。在综合分析当前高速通信协议设计技术的基础上,针对StarFabric网络的特点,提出用户空间LCP通信协议,并在Linux操作系统上加以实现。