CN102111435B - 一种软硬件结合实现tcp连接状态管理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种软硬件结合实现TCP连接状态管理的方法。在硬件和软件中分别建立一个tcp连接管理结构，进行两级tcp连接管理，由硬件实现通用的基本的状态管理，由软件实现和应用系统相关的高级状态管理。硬件网卡接收报文后，进行第一级的基本的TCP连接管理，然后把报文上传主机，接口库接收报文后，进行第二级的高级的TCP连接管理，向应用软件提交TCP数据。本发明提高了TCP卸载系统的TCP连接管理的灵活性，使系统可以进行应用定制的复杂的TCP连接管理。
Description
技术领域
本发明涉及网络数据处理领域，具体涉及一种软硬件结合实现TCP连接状态管理的方法。
背景技术
TCP卸载技术是把主机软件中的TCP/ip网络协议栈处理固化到网卡硬件中实现，以便降低系统cpu负载，增大网络IO带宽的技术。TCP卸载系统一般包括两部分功能，第一部分是TCP连接状态管理，用TCP连接表来维护每个TCP连接开始、数据传输、关闭的状态。第二部分是TCP数据管理，用来把乱序的TCP报文的数据进行重新排序，把TCP传输的数据提取出来提交给主机。
在一般TCP卸载系统中，TCP连接的状态管理，包括维护每个连接建立、传输、关闭、淘汰的整个过程，完全由硬件负责，软件只收取每个TCP连接的数据，不管理TCP连接的状态。
当前这种实现方案的缺点是，硬件中的TCP连接结构和处理方法一般是固定的，而在实际应用中，不同应用软件对TCP结构的定义不同，有些软件可能需要实现复杂的TCP连接管理方法，比如硬件难以实现的LRU(最近最少使用)连接淘汰方法，硬件固定的TCP连接管理方式，导致系统灵活性差，难以适应多种多样的应用需求。
发明内容
本发明目的是提供一种软硬件结合实现TCP连接状态管理的方法，通过软件扩展硬件的TCP管理功能，提升系统灵活性。
一种软硬件结合实现TCP连接状态管理的方法包含以下步骤：
A、网卡中建立第一级tcp管理结构，从接收到的TCP报文提取四元组，并根据TCP报文中的flags状态，用四元组在第一级TCP连接表中查找，并在TCP连接表中对该TCP连接的表项进行新建、删除或修改；
B、网卡根据第一级TCP连接表中记录的TCP连接表项的信息，确定需要上传的报文并附加TCP连接信息；
C、接口库中建立第二级tcp管理结构，接收报文后，根据四元组查找第二级TCP连接表；
D、经过第二级TCP连接表管理后，若数据需要提交给应用软件，则接口库返回应用定制的数据结构。
本发明的一种优选技术方案在于：所述步骤C再查找第二级TCP连接表的时候，可以同时屏蔽掉应用不需要的报文，也可根据用户配置，采用灵活的连接淘汰方法删除一部分连接，还可以把一些标准的TCP状态转换成应用定制的状态。
本发明的另一优选技术方案在于：所述第一级TCP连接表建立在网卡中，实现最基本的标准化的TCP连接管理，给连接设置标准状态；所述第二级TCP连接表建立在应用软件API接口库中，实现高级的定制的TCP连接管理。
本发明提高了TCP卸载系统的TCP连接管理的灵活性，使系统可以进行应用定制的复杂的TCP连接管理。
附图说明
图1是本发明系统组成结构图
具体实施方式
本发明是一个软硬件结合的系统，在硬件和软件中有两级TCP连接管理。
硬件中建立第一级TCP连接表，实现最基本的标准化的TCP连接管理，给连接设置标准状态。
软件在应用软件API接口库中，建立第二级TCP连接表，实现高级的定制的TCP连接管理，比如，把TCP的硬件标准状态转换成应用定义的状态，实现复杂的TCP连接淘汰等。
该发明的实现方法和过程如下：
(1)硬件网卡接收报文，进行基本的TCP连接管理。
硬件网卡接收到TCP报文后，从报文中提取出四元组(源ip，目的ip，源端口，目的端口)，并根据TCP报头中的flags状态，用四元组到硬件中的第一级TCP连接表中查找，在TCP连接表中对该TCP连接的表项进行新建、删除、或修改操作。
(2)硬件网卡把报文上传主机。
硬件根据第一级连接表中记录的TCP连接表项的信息，确定哪些报文可以上传，给需要上传的报文附加上TCP连接的信息。
(3)接口库接收报文，进行高级的TCP连接管理。
接口库收到报文后，根据报文的四元组，查找第二级TCP连接表，在这个过程中，接口库可以屏蔽某些应用不需要的报文，比如没有数据的新建连接包等，也可以根据用户配置，采用灵活的连接淘汰方法删除一些连接，还可以把某些标准的TCP状态转换成应用定制的状态。
(4)接口库向应用软件提交TCP数据。
经过第二级TCP连接表管理后，如果数据需要提交给应用软件，则接口库返回应用定制的数据结构。
Claims (2)
1.一种软硬件结合实现TCP连接状态管理的方法，其特征在于：包含以下步骤：
A、网卡中建立第一级tcp管理结构，从接收到的TCP报文提取四元组，并根据TCP报文中的flags状态，用四元组在第一级TCP连接表中查找，并在TCP连接表中对该TCP连接的表项进行新建、删除或修改；
B、网卡根据第一级TCP连接表中记录的TCP连接表项的信息，确定需要上传的报文并附加TCP连接信息；
C、接口库中建立第二级tcp管理结构，接收报文后，根据四元组查找第二级TCP连接表；
D、经过第二级TCP连接表管理后，若数据需要提交给应用软件，则接口库返回应用定制的数据结构；
所述第一级TCP连接表建立在网卡中，实现最基本的标准化的TCP连接管理，给连接设置标准状态；所述第二级TCP连接表建立在应用软件API接口库中，实现高级的定制的TCP连接管理。
2.如权利要求1所述一种软硬件结合实现TCP连接状态管理的方法，其特征在于：所述步骤C再查找第二级TCP连接表的时候，可以同时屏蔽掉应用不需要的报文，也可根据用户配置采用灵活的连接淘汰方法删除一部分连接，还可以把一些标准的TCP状态转换成应用定制的状态。
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