CN105721241A - 一种网卡收发报文的统计调试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种网卡收发报文的统计调试方法及系统，该方法包括：在网卡收发报文函数中增加统计调试信息，以使网卡收发报文函数按照所述统计调试信息对网卡收发报文信息进行统计，得到软件收发报文数据；获取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据；对所述软件收发报文数据和硬件收发报文数据进行比对，并根据比对结果确定所述网卡的工作状态。本发明可以直观查看网卡软硬件统计值及状态，并通过对软硬件统计值进行比对查看，进而快速定位网卡收发报文是否正常及大致判断问题原因。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种网卡收发报文的统计调试方法及系统。
背景技术
现有的网络设备(如防火墙、交换机以及服务器等)的转发都离不开网卡，现有的网络设备转发是否正常可通过查看网卡硬件寄存器的统计信息来判断。
但是，现有技术中，由于硬件寄存器统计信息有限，导致对网络设备转发是否正常的判断不准确。有时需要软件的相关统计信息进行对比查看才能定位问题，现有软件的相关统计信息需要自己添加，对比信息也需要自己添加，命令行也需要自己添加，进而造成统计调试速度慢、效率低。
因此，如何提供一种网卡收发报文的统计调试方法及系统，以实现快速查看、定位网卡收发报文是否正常以及大致判断问题原因，成为目前急需解决的问题之一。
发明内容
针对现有技术方案存在的问题和不足，本发明提供了一种网卡收发报文的统计调试方法及系统，以实现快速查看、定位网卡收发报文是否正常及大致判断问题原因的目的。
根据本发明的一个方面，提供了一种网卡收发报文的统计调试方法，该方法包括：
在网卡收发报文函数中增加统计调试信息，以使网卡收发报文函数按照所述统计调试信息对网卡收发报文信息进行统计，得到软件收发报文数据；
获取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据；
对所述软件收发报文数据和硬件收发报文数据进行比对，并根据比对结果确定所述网卡的工作状态。
其中，所述方法还包括：
当所述网卡的工作状态存在异常时，根据所述软件收发报文数据和/或硬件收发报文数据进行异常问题定位。
其中，所述统计调试信息，包括各网卡队列收发包个数、各数据包字节数、丢包个数和SKB分配失败个数，以及各CPU内核收发包个数、各数据包字节数、丢包个数和SKB分配失败个数。
其中，所述方法还包括：
对所述各网卡队列收发包个数和各CPU内核收发包个数进行打印显示；以及
根据所述各网卡队列收发包个数确定网卡多队列哈希是否均匀，和/或根据所述各CPU内核收发包个数确定CPU多核收发是否均衡。
其中，所述获取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据，具体包括：
封装网卡硬件寄存器的读写函数、硬件统计寄存器的读取函数、硬件收发DMA寄存器读取函数以及软件收发头尾指针读取函数，得到封装函数；
采用所述封装函数读取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据。
其中，所述网卡硬件寄存器的统计信息包括：控制寄存器和状态寄存器的值、硬件统计寄存器的值、硬件头和尾对应的指针值以及软件头和尾对应的指针值。
其中，所述对所述软件收发报文数据和硬件收发报文数据进行比对，并根据比对结果确定所述网卡的工作状态，进一步包括：
对所述硬件统计寄存器的值中的非零值、软件收发报文数据、硬件收发报文数据以及软件收发报文数据与硬件收发报文数据的差值进行打印显示；
根据打印显示结果，确定所述网卡在收发报文中是否存在丢包和/或错包。
其中，所述方法还包括：
对所述硬件头和尾对应的指针值以及软件头和尾对应的指针值进行打印显示；以及
根据硬件头和尾对应的指针值确定当前收发报文过程对应的硬件环形队列运转状态，并根据软件头和尾对应的指针值确定当前收发报文过程对应的软件环形队列运转状态。
根据本发明的另一个方面，提供了一种网卡收发报文的统计调试系统，该系统包括：
统计模块，用于在网卡收发报文函数中增加统计调试信息，以使网卡收发报文函数按照所述统计调试信息对网卡收发报文信息进行统计，得到软件收发报文数据；
获取模块，用于获取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据；
处理模块，对所述软件收发报文数据和硬件收发报文数据进行比对，并根据比对结果确定所述网卡的工作状态。
其中，所述处理模块，还用于当所述网卡的工作状态存在异常时，根据所述软件收发报文数据和/或硬件收发报文数据进行异常问题定位。
本发明的有益效果为：
本发明提供的网卡收发报文的统计调试方法及系统，通过在网络设备网卡收发报文函数中增加统计调试信息作为软统计，得到软件收发报文数据，同时获取网卡硬件寄存器的统计信息作为硬统计，得到硬件收发报文数据，对软硬件统计数据进行比对查看，进而快速定位网卡收发报文是否正常及大致判断问题原因。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提出的一种网卡收发报文的统计调试方法的流程图；
图2为本发明实施例提出的一种网卡收发报文的统计调试系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
图1示出了本发明实施例的一种网卡收发报文的统计调试方法的流程图。
如图1所示，本发明实施例提出的网卡收发报文的统计调试方法具体包括以下步骤：
S11、在网卡收发报文函数中增加统计调试信息，以使网卡收发报文函数按照所述统计调试信息对网卡收发报文信息进行统计，得到软件收发报文数据。
S12、获取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据。
S13、对所述软件收发报文数据和硬件收发报文数据进行比对，并根据比对结果确定所述网卡的工作状态。
需要说明的是，在本实施例中，所述网卡的工作状态包括正常状态和异常状态。具体的，当软件收发报文数据和硬件收发报文数据一致时，则确定硬件网卡的工作状态正常。当软件收发报文数据和硬件收发报文数据不一致时，即硬件网卡的存在丢包、错包等状态时，则确定硬件网卡的工作状态存在异常，为异常状态。
本发明实施例提供的网卡收发报文的统计调试方法，通过在网卡收发报文函数中增加统计调试信息，以使网卡收发报文函数按照所述统计调试信息对网卡收发报文信息进行统计，得到软件收发报文数据，同时获取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据，再通过对软硬件统计数据进行比对，并根据比对结果确定网卡的工作状态，进而可以直观查看网卡软硬件统计值及状态，并通过对软硬件统计值进行比对查看，进而快速定位网卡收发报文是否正常及大致判断问题原因。
在本发明的一个可选实施例中，所述网卡收发报文的统计调试方法还包括：当所述网卡的工作状态存在异常时，根据所述软件收发报文数据和/或硬件收发报文数据进行异常问题定位。
本发明实施例中，当根据软件收发报文数据和硬件收发报文数据的比对结果确定网卡的工作状态为异常状态时，进一步可通过软件收发报文数据或硬件收发报文或两者结合确定导致异常的问题，定对导致异常的问题进行定位，进一步确保网卡收发报文的统计调试。
在本发明的一个可选实施例中，所述统计调试信息，包括各网卡队列收发包个数、各数据包字节数、丢包个数和SKB分配失败个数，以及各CPU内核收发包个数、各数据包字节数、丢包个数和SKB分配失败个数。
进一步地，所述方法还包括：对所述各网卡队列收发包个数和各CPU内核收发包个数进行打印显示；以及根据所述各网卡队列收发包个数确定网卡多队列哈希是否均匀，和/或根据所述各CPU内核收发包个数确定CPU多核收发是否均衡。
在实际应用中，通过在网卡收发包函数中增加报文统计信息作为软统计，包括按网卡队列、按CPUCoreID的收发包个数、字节数的统计，丢包个数统计(tx_busy)，skb分配失败个数统计(skb_alloc_fail)；按网卡队列的报文统计用于判断网卡收发包是否均匀，按CPUCoreID的收发包统计用于判断CPU负载是否均衡，发送丢包统计用于判断网卡是否达到发送性能瓶颈，skb分配失败个数统计用于判断skb是否已经耗尽。
在一个具体示例中，通过新增命令行实现按网卡队列或按CPUCoreID打印显示收发包个数，进而便于定位网卡多队列哈希是否均匀问题及多核CPU收发是否均衡问题。
在本发明的一个可选实施例中，所述获取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据，具体包括以下图中未示出的步骤：
S121、封装网卡硬件寄存器的读写函数、硬件统计寄存器的读取函数、硬件收发DMA寄存器读取函数以及软件收发头尾指针读取函数，得到封装函数。
其中，DMA是让硬盘不用通过CPU来控制读写，直接存储器存取，是一种快速传送数据的机制，利用它进行数据存取时不需要CPU进行干预，可提高系统执行应用程序的效率。
在本实施例中，所述网卡硬件寄存器的统计信息包括：控制寄存器和状态寄存器的值、硬件统计寄存器的值、硬件头和尾对应的指针值以及软件头和尾对应的指针值。
S122、采用所述封装函数读取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据。
在实际应用中，通过封装网卡硬件寄存器的读写函数、硬件状态统计寄存器的读取函数、硬件收发DMA寄存器读取函数、软件收发头尾指针读取函数；网卡硬件寄存器的读写函数可用于单独读或写某个网卡具体寄存器的值(含控制寄存器及状态寄存器)；硬件统计寄存器的读取函数用于读取所有统计寄存器的值并对非零值的统计寄存器进行打印显示，可用于确认硬件网卡的收包状态(丢包、错包、好包等)；硬件收发DMA寄存器读取函数用于读取硬件头尾指针值判断硬件收发环形队列运转是否正常；软件收发头尾指针读取函数用于读取软件头尾指针值判断软件收发环形队列运转是否正常。
进一步地，所述对所述软件收发报文数据和硬件收发报文数据进行比对，并根据比对结果确定所述网卡的工作状态，进一步包括：对所述硬件统计寄存器的值中的非零值、软件收发报文数据、硬件收发报文数据以及软件收发报文数据与硬件收发报文数据的差值进行打印显示；根据打印显示结果，确定所述网卡在收发报文中是否存在丢包和/或错包。
在一个具体示例中，通过新增命令行实现对比打印显示硬件统计寄存器非零值、软硬件收发统计值、硬件收发与软件收发的差值，进而判断硬件收发是否有丢包、错包，若丢包，进一步确定是硬件丢包还是软件丢包问题。
进一步地，所述方法还包括：对所述硬件头和尾对应的指针值以及软件头和尾对应的指针值进行打印显示；以及根据硬件头和尾对应的指针值确定当前收发报文过程对应的硬件环形队列运转状态，并根据软件头和尾对应的指针值确定当前收发报文过程对应的软件环形队列运转状态。
在一个具体示例中，通过新增命令行实现对比打印显示软硬件收发头尾指针值，进而判断软件或硬件环形队列运转是否正常，若存在异常，则确定是硬件还是软件不收包问题。具体的，所述判断软件或硬件环形队列运转是否正常，进一步为：判断头尾指针是否相同，头尾指针相等说明收发包停止，即存在异常，若头尾指针不停变化，则确认正常。
此外，本发明实施例中，还可以通过新增命令行调用网卡硬件寄存器的读写函数，进而单独查看或设置某个具体控制寄存器的值。
本发明实施例提供的网卡收发报文的统计调试方法，通过在网络设备网卡收发报文函数中增加统计调试信息作为软统计，同时封装函数读取网卡硬件状态统计寄存器、收发包DMA寄存器值作为硬统计，对软硬件读取值进行比对查看，以达到快速查看定位网卡收发报文是否正常及大致判断问题原因的目的。
图2示出了本发明实施例提出的一种网卡收发报文的统计调试系统的结构示意图。
如图2所示，本发明实施例提出的网卡收发报文的统计调试系统包括统计模块201、获取模块202以及处理模块203，其中：
所述的统计模块201，用于在网卡收发报文函数中增加统计调试信息，以使网卡收发报文函数按照所述统计调试信息对网卡收发报文信息进行统计，得到软件收发报文数据；
所述的获取模块202，用于获取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据；
所述的处理模块203，对所述软件收发报文数据和硬件收发报文数据进行比对，并根据比对结果确定所述网卡的工作状态。
在本发明的一个可选实施例中，所述处理模块203，还用于当所述网卡的工作状态存在异常时，根据所述软件收发报文数据和/或硬件收发报文数据进行异常问题定位。
对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
综上，本发明提供的网卡收发报文的统计调试方法及系统，通过在网络设备网卡收发报文函数中增加统计调试信息作为软统计，得到软件收发报文数据，同时获取网卡硬件寄存器的统计信息作为硬统计，得到硬件收发报文数据，对软硬件统计数据进行比对查看，进而快速定位网卡收发报文是否正常及大致判断问题原因。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施例中的系统中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的系统中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个系统中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种网卡收发报文的统计调试方法，其特征在于，所述方法包括：
在网卡收发报文函数中增加统计调试信息，以使网卡收发报文函数按照所述统计调试信息对网卡收发报文信息进行统计，得到软件收发报文数据；
获取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据；
对所述软件收发报文数据和硬件收发报文数据进行比对，并根据比对结果确定所述网卡的工作状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述网卡的工作状态存在异常时，根据所述软件收发报文数据和/或硬件收发报文数据进行异常问题定位。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述统计调试信息，包括各网卡队列收发包个数、各数据包字节数、丢包个数和SKB分配失败个数，以及各CPU内核收发包个数、各数据包字节数、丢包个数和SKB分配失败个数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述各网卡队列收发包个数和各CPU内核收发包个数进行打印显示；以及
根据所述各网卡队列收发包个数确定网卡多队列哈希是否均匀，和/或根据所述各CPU内核收发包个数确定CPU多核收发是否均衡。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述获取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据，具体包括：
封装网卡硬件寄存器的读写函数、硬件统计寄存器的读取函数、硬件收发DMA寄存器读取函数以及软件收发头尾指针读取函数，得到封装函数；
采用所述封装函数读取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述网卡硬件寄存器的统计信息包括：控制寄存器和状态寄存器的值、硬件统计寄存器的值、硬件头和尾对应的指针值以及软件头和尾对应的指针值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述软件收发报文数据和硬件收发报文数据进行比对，并根据比对结果确定所述网卡的工作状态，进一步包括：
对所述硬件统计寄存器的值中的非零值、软件收发报文数据、硬件收发报文数据以及软件收发报文数据与硬件收发报文数据的差值进行打印显示；
根据打印显示结果，确定所述网卡在收发报文中是否存在丢包和/或错包。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述硬件头和尾对应的指针值以及软件头和尾对应的指针值进行打印显示；以及
根据硬件头和尾对应的指针值确定当前收发报文过程对应的硬件环形队列运转状态，并根据软件头和尾对应的指针值确定当前收发报文过程对应的软件环形队列运转状态。
9.一种网卡收发报文的统计调试系统，其特征在于，所述系统包括：
统计模块，用于在网卡收发报文函数中增加统计调试信息，以使网卡收发报文函数按照所述统计调试信息对网卡收发报文信息进行统计，得到软件收发报文数据；
获取模块，用于获取网卡硬件寄存器的统计信息，得到硬件收发报文数据；
处理模块，对所述软件收发报文数据和硬件收发报文数据进行比对，并根据比对结果确定所述网卡的工作状态。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述处理模块，还用于当所述网卡的工作状态存在异常时，根据所述软件收发报文数据和/或硬件收发报文数据进行异常问题定位。
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