CN113691619A - 一种报文处理方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种报文处理方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文，并将PPP报文填充至DPDK的发送队列中；使用点对点协议服务进程PPPD从发送队列中获取PPP报文，并生成PPP报文对应的PPP回应报文，然后将PPP回应报文填充至DPDK的接收队列中；使用DPDK从接收队列获取PPP回应报文，并通过物理层接口发送PPP回应报文。通过使用数据平面开发套件DPDK与点对点协议服务进程PPPD一起使用共享内存中的发送队列和接收队列来处理PPP报文，避免了使用Linux内核来中转的多次内存拷贝过程，有效地提高了处理PPP报文的效率。

Description

一种报文处理方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及网络通信和报文处理的技术领域，具体而言，涉及一种报文处理方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

点对点协议(Point to Point Protocol，PPP或P2P)，是指为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。这种链路层协议提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。

点对点协议服务进程(Point to Point Protocol Daemon，PPPD)，又被称为点对点链路控制协议服务进程，是指电子设备上运行的为点对点协议(PPP)提供服务的后台进程。

目前，在Linux操作系统中的PPPD对报文进行处理方法都是采用Linux内核与PPPD交互机制进行的，具体例如：在通过物理链路接收到的PPP报文之后，需要通过Linux虚拟网络设备的方式将PPP报文转交给Linux内核，然后Linux内核将PPP报文转交给PPPD。PPPD再对PPP报文进行处理，获得处理后的PPP报文，同理地，也需要将处理后的PPP报文通过Linux虚拟网络设备的方式将PPP报文转交给Linux内核，然后通过物理链路将PPP报文发送出去。由此可见，目前的PPPD对报文进行处理方法需要多次进行内存拷贝，处理PPP报文的效率较低。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种报文处理方法、装置、电子设备及存储介质，用于改善处理点对点协议PPP报文的效率较低的问题。

本申请实施例提供了一种报文处理方法，包括：使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文，并将PPP报文填充至DPDK的发送队列中；使用点对点协议服务进程PPPD从发送队列中获取PPP报文，并生成PPP报文对应的PPP回应报文，然后将PPP回应报文填充至DPDK的接收队列中；使用DPDK从接收队列获取PPP回应报文，并通过物理层接口发送PPP回应报文。在上述的实现过程中，通过使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文，并与点对点协议服务进程PPPD一起使用共享内存中的发送队列和接收队列来处理PPP报文。由于数据平面开发套件DPDK和点对点协议服务进程PPPD都是用户空间的进程程序，因此，DPDK和PPPD这两个进程之间读取共享内存时不需要拷贝，避免了使用Linux内核来中转的多次内存拷贝过程，减少了内存拷贝次数，从而有效地提高了处理PPP报文的效率。

可选地，在本申请实施例中，在使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文之前，还包括：使用DPDK向操作系统申请多个共享内存，多个共享内存包括：发送队列和接收队列。在上述的实现过程中，通过使用DPDK向操作系统申请多个共享内存，并将共享内存作为DPDK的发送队列和接收队列，从而避免了使用Linux内核来中转的多次内存拷贝过程，减少了内存拷贝次数，从而有效地提高了处理PPP报文的效率。

可选地，在本申请实施例中，在通过物理层接口发送PPP回应报文之后，还包括：判断PPP协议连接是否建立完成；若否，则返回执行使用DPDK从物理层接口获取PPP报文。在上述的实现过程中，通过在PPP协议连接没有建立完成时，返回执行使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文，并与点对点协议服务进程PPPD一起使用共享内存中的发送队列和接收队列来处理PPP报文，从而避免了使用Linux内核来中转的多次内存拷贝过程，减少了内存拷贝次数，从而有效地提高了处理PPP报文的效率。

可选地，在本申请实施例中，判断PPP协议连接是否建立完成，包括：判断PPPD是否检测到PPP协议连接已经建立的状态信号；若是，则确认PPP协议连接建立完成，否则，确认PPP协议连接建立没有完成。

可选地，在本申请实施例中，判断PPP协议连接是否建立完成，包括：判断DPDK是否接收到PPP协议连接已经建立的状态信号；若是，则确认PPP协议连接建立完成，否则，确认PPP协议连接建立没有完成。

本申请实施例还提供了一种报文处理装置，包括：协议报文获取模块，用于使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文，并将PPP报文填充至DPDK的发送队列中；回应报文生成模块，用于使用点对点协议服务进程PPPD从发送队列中获取PPP报文，并生成PPP报文对应的PPP回应报文，然后将PPP回应报文填充至DPDK的接收队列中；回应报文发送模块，用于使用DPDK从接收队列获取PPP回应报文，并通过物理层接口发送PPP回应报文。

可选地，在本申请实施例中，报文处理装置，还包括：共享内存申请模块，用于使用DPDK向操作系统申请多个共享内存，多个共享内存包括：发送队列和接收队列。

可选地，在本申请实施例中，报文处理装置，还包括：连接建立判断模块，用于判断PPP协议连接是否建立完成；返回执行步骤模块，用于若PPP协议连接没有建立完成，则返回执行使用DPDK从物理层接口获取PPP报文。

可选地，在本申请实施例中，连接建立判断模块，包括：第一信号判断模块，用于判断PPPD是否检测到PPP协议连接已经建立的状态信号；第一连接确定模块，用于若PPPD检测到PPP协议连接已经建立的状态信号，则确认PPP协议连接建立完成，否则，确认PPP协议连接建立没有完成。

可选地，在本申请实施例中，连接建立判断模块，包括：第二信号判断模块，用于判断DPDK是否接收到PPP协议连接已经建立的状态信号；第二连接确定模块，用于若DPDK接收到PPP协议连接已经建立的状态信号，则确认PPP协议连接建立完成，否则，确认PPP协议连接建立没有完成。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器，存储器存储有处理器可执行的机器可读指令，机器可读指令被处理器执行时执行如上面描述的方法。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上面描述的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出的本申请实施例提供的报文处理方法的流程示意图；

图2示出的本申请实施例提供的整体组网框架的连接示意图；

图3示出的本申请实施例提供的判断PPP协议连接的流程示意图；

图4示出的本申请实施例提供的报文处理装置的结构示意图；

图5示出的本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

在介绍本申请实施例提供的报文处理方法之前，先介绍本申请实施例中所涉及的一些概念：

数据平面开发套件(Data Plane Development Kit，DPDK)，又被称为数据平面开发包，是指运行在一个多CPU架构上的一系列加速数据报文负载处理的库。testpmd是一种基于DPDK开发的网络接口报文处理程序。

需要说明的是，本申请实施例提供的报文处理方法可以被电子设备执行，这里的电子设备是指具有执行计算机程序功能的设备终端或者服务器，设备终端例如：智能手机、个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、个人数字助理(personaldigitalassistant，PDA)或者移动上网设备(mobile Internet device，MID)等。服务器x86服务器以及非x86服务器，非x86服务器包括：大型机、小型机和UNIX服务器。

下面介绍该报文处理方法适用的应用场景，这里的应用场景包括但不限于：使用该报文处理方法提高网络设备处理PPP报文的速度和性能，代替传统的使用Linux内核与PPPD的交互机制，使得DPDK可以通过共享内存中的发送队列和接收队列直接与PPPD交互，从而减少了内存拷贝的次数，有效地提高网络设备处理PPP报文的效率等。

请参见图1示出的本申请实施例提供的报文处理方法的流程示意图；该报文处理方法的主要思路是，通过使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文，并与点对点协议服务进程PPPD一起使用共享内存中的发送队列和接收队列来处理PPP报文。由于数据平面开发套件DPDK和点对点协议服务进程PPPD都是用户空间的进程程序，因此，DPDK和PPPD这两个进程之间读取共享内存时不需要拷贝，避免了使用Linux内核来中转的多次内存拷贝过程，减少了内存拷贝次数，从而有效地提高了处理PPP报文的效率。上述报文处理方法可以包括：

步骤S110：使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文，并将PPP报文填充至DPDK的发送队列中。

可以理解的是，由于数据平面开发套件DPDK和点对点协议服务进程PPPD都是用户空间的进程程序，因此，DPDK和PPPD这两个进程之间读取共享内存时不需要拷贝。然而，Linux内核是内核空间，Linux操作系统的安全设计机制导致内核空间与用户空间的进程交互时，需要在物理内存上拷贝数据，因此，PPPD和Linux内核之间的交互是需要从内核空间的内存和用户空间的内存中相互拷贝数据来完成的。

在使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文之前，即DPDK在与PPPD交互之前，DPDK还需要向操作系统申请共享内存，这个过程可以包括：使用DPDK向操作系统申请多个共享内存，多个共享内存包括：第一共享内存和第二共享内存；然后，将第一共享内存和第二共享内存作为DPDK与PPPD交互的发送队列和接收队列；最后，对发送队列和接收队列进行初始化，以初始化发送队列和接收队列中的描述符状态。

请参见图2示出的本申请实施例提供的整体组网框架的连接示意图；上述步骤S110的实施方式例如：使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文，并将PPP报文填充至DPDK到PPPD的发送队列中，即该发送队列中的数据(包括PPP报文)是DPDK存储的，且被PPPD读取的。然后，DPDK在将PPP报文填充至DPDK到PPPD的发送队列之后，更改发送队列描述符状态。当PPPD检测到队列描述符状态被改变之后，就可以从DPDK到PPPD的发送队列中获取PPP报文。

可以理解的是，在DPDK使用之前，需要在DPDK程序中完成PPP协议的协议参数配置和绑定到中央处理器(Central Processing Unit，CPU)核上，具体可以使用命令“configport 0 ppp auth pap”来完成PPP协议的协议参数配置，然后使用命令“network pppdstart”来启动PPPD进程程序，并将PPPD进程程序绑定在某个CPU核上。

在步骤S110之后，执行步骤S120：使用点对点协议服务进程PPPD从发送队列中获取PPP报文，并生成PPP报文对应的PPP回应报文，然后将PPP回应报文填充至DPDK的接收队列中。其中，PPPD是一个用户空间的进程程序，PPPD是不依赖于具体的内核版本或受限于硬件平台，能够提供鉴权、数据压缩/解压和数据加密/解密等扩展功能。

上述步骤S120的实施方式例如：PPPD可以循环读取发送队列中当前描述符状态，当检测到当前描述符状态被改变之后，便可以从该发送队列中读取DPDK发送的PPP报文，并对该PPP报文进行解析处理，获得解析处理内容。然后，PPPD根据解析处理内容生成该PPP报文对应的PPP回应报文，然后将PPP回应报文填充至PPPD到DPDK的接收队列中，即该接收队列中的数据(包括PPP报文)是PPPD存储的，且被DPDK读取的。

在步骤S120之后，执行步骤S130：使用DPDK从接收队列获取PPP回应报文，并通过物理层接口发送PPP回应报文。

上述步骤S130的实施方式例如：使用DPDK访问该接收队列，DPDK从该接收队列读取到PPPD发送的PPP回应报文，并通过物理层接口发送PPP回应报文给相应的对端设备。

在上述的实现过程中，通过使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文，并与点对点协议服务进程PPPD一起使用共享内存中的发送队列和接收队列来处理PPP报文。由于数据平面开发套件DPDK和点对点协议服务进程PPPD都是用户空间的进程程序，因此，DPDK和PPPD这两个进程之间读取共享内存时不需要拷贝，避免了使用Linux内核来中转的多次内存拷贝过程，减少了内存拷贝次数，从而有效地提高了处理PPP报文的效率。

请参见图3示出的本申请实施例提供的判断PPP协议连接的流程示意图；可选地，在通过物理层接口发送PPP回应报文之后，还可以判断PPP协议连接是否建立完成，该过程可以包括：

步骤S210：判断PPP协议连接是否建立完成。

上述步骤S210的实施方式有很多种，包括但不限于如下几种：

第一种实施方式，使用PPPD来判断PPP协议连接是否建立完成，该实施方式可以包括：

步骤S211：判断PPPD是否检测到PPP协议连接已经建立的状态信号。

上述步骤S211的实施方式例如：PPPD在从发送队列中获取到PPP报文之后，可以读取PPP报文中的协议字段值，并判断该协议字段值是否为已经建立的状态信号；若是，则确定检测到PPP协议连接已经建立的状态信号，否则，确定没有检测到PPP协议连接已经建立的状态信号。具体地，上述PPP报文中的协议字段值例如：0xC021、0xC023、0xC223、0x8021、0x0021、0x002B或者0x0029等，上述的已经建立的状态信号为0x0021、0x002B或者0x002。也就是说，如果PPP报文中的协议字段值是0x0021、0x002B或者0x002，那么就说明PPP协议连接已经建立完成，此时的PPP报文又可以被称为PPP数据报文。

步骤S212：若PPPD是否检测到PPP协议连接已经建立的状态信号，则确认PPP协议连接建立完成，否则，确认PPP协议连接建立没有完成。

在上述步骤S212中，如果确认PPP协议连接建立完成，还可以向DPDK发送PPP协议连接已经建立的状态信号，以便于通过DPDK来判断PPP协议连接是否建立完成，具体请参见下面的实施方式。

第二种实施方式，使用DPDK来判断PPP协议连接是否建立完成，该实施方式可以包括：

步骤S213：判断DPDK是否接收到PPP协议连接已经建立的状态信号。

其中，该步骤S213的实施原理和实施方式与步骤S211的实施原理和实施方式是类似的，因此，这里不再说明其实施原理和实施方式，如有不清楚的地方，可以参考对步骤S211的描述。

步骤S214：若DPDK接收到PPP协议连接已经建立的状态信号，则确认PPP协议连接建立完成，否则，确认PPP协议连接建立没有完成。

在步骤S210之后，执行步骤S220：若PPP协议连接没有建立完成，则返回执行步骤S110至步骤S130，直到PPP协议连接建立完成。

上述步骤S220的实施方式例如：若PPP协议连接没有建立完成，则在接收到PPP数据报文(即协议字段值是0x0021、0x002B或者0x002的PPP报文)时，直接将PPP数据报文丢弃，返回执行步骤S110至步骤S130，直到PPP协议连接建立完成。

请参见图4示出的本申请实施例提供的报文处理装置的结构示意图；本申请实施例提供了一种报文处理装置300，包括：

协议报文获取模块310，用于使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文，并将PPP报文填充至DPDK的发送队列中。

回应报文生成模块320，用于使用点对点协议服务进程PPPD从发送队列中获取PPP报文，并生成PPP报文对应的PPP回应报文，然后将PPP回应报文填充至DPDK的接收队列中。

回应报文发送模块330，用于使用DPDK从接收队列获取PPP回应报文，并通过物理层接口发送PPP回应报文。

可选地，在本申请实施例中，报文处理装置，还包括：

共享内存申请模块，用于使用DPDK向操作系统申请多个共享内存，多个共享内存包括：发送队列和接收队列。

可选地，在本申请实施例中，报文处理装置，还可以包括：

连接建立判断模块，用于判断PPP协议连接是否建立完成。

返回执行步骤模块，用于若PPP协议连接没有建立完成，则返回执行使用DPDK从物理层接口获取PPP报文。

可选地，在本申请实施例中，连接建立判断模块，包括：

第一信号判断模块，用于判断PPPD是否检测到PPP协议连接已经建立的状态信号。

第一连接确定模块，用于若PPPD检测到PPP协议连接已经建立的状态信号，则确认PPP协议连接建立完成，否则，确认PPP协议连接建立没有完成。

可选地，在本申请实施例中，连接建立判断模块，还可以包括：

第二信号判断模块，用于判断DPDK是否接收到PPP协议连接已经建立的状态信号。

第二连接确定模块，用于若DPDK接收到PPP协议连接已经建立的状态信号，则确认PPP协议连接建立完成，否则，确认PPP协议连接建立没有完成。

应理解的是，该装置与上述的报文处理方法实施例对应，能够执行上述方法实施例涉及的各个步骤，该装置具体的功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。该装置包括至少一个能以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器中或固化在装置的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。

请参见图5示出的本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。本申请实施例提供的一种电子设备400，包括：处理器410和存储器420，存储器420存储有处理器410可执行的机器可读指令，机器可读指令被处理器410执行时执行如上的方法。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质430，该计算机可读存储介质430上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器410运行时执行如上的方法。

其中，计算机可读存储介质430可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory,简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory,简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

本申请实施例提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施例仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请实施例的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以和附图中所标注的发生顺序不同。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这主要根据所涉及的功能而定。

另外，在本申请实施例中的各个实施例的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上的描述，仅为本申请实施例的可选实施方式，但本申请实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请实施例揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种报文处理方法，其特征在于，包括：

使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文，并将所述PPP报文填充至所述DPDK的发送队列中；

使用点对点协议服务进程PPPD从所述发送队列中获取所述PPP报文，并生成所述PPP报文对应的PPP回应报文，然后将所述PPP回应报文填充至所述DPDK的接收队列中；

使用所述DPDK从所述接收队列获取所述PPP回应报文，并通过所述物理层接口发送所述PPP回应报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文之前，还包括：

使用所述DPDK向操作系统申请多个共享内存，所述多个共享内存包括：所述发送队列和所述接收队列。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过所述物理层接口发送所述PPP回应报文之后，还包括：

判断PPP协议连接是否建立完成；

若否，则返回执行所述使用所述DPDK从物理层接口获取所述PPP报文。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断PPP协议连接是否建立完成，包括：

判断所述PPPD是否检测到PPP协议连接已经建立的状态信号；

若是，则确认所述PPP协议连接建立完成，否则，确认所述PPP协议连接建立没有完成。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断PPP协议连接是否建立完成，包括：

判断所述DPDK是否接收到所述PPP协议连接已经建立的状态信号；

若是，则确认所述PPP协议连接建立完成，否则，确认所述PPP协议连接建立没有完成。

6.一种报文处理装置，其特征在于，包括：

协议报文获取模块，用于使用数据平面开发套件DPDK从物理层接口获取点对点协议PPP报文，并将所述PPP报文填充至所述DPDK的发送队列中；

回应报文生成模块，用于使用点对点协议服务进程PPPD从所述发送队列中获取所述PPP报文，并生成所述PPP报文对应的PPP回应报文，然后将所述PPP回应报文填充至所述DPDK的接收队列中；

回应报文发送模块，用于使用所述DPDK从所述接收队列获取所述PPP回应报文，并通过所述物理层接口发送所述PPP回应报文。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述报文处理装置，还包括：

共享内存申请模块，用于使用所述DPDK向操作系统申请多个共享内存，所述多个共享内存包括：所述发送队列和所述接收队列。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述报文处理装置，还包括：

连接建立判断模块，用于判断PPP协议连接是否建立完成；

返回执行步骤模块，用于若PPP协议连接没有建立完成，则返回执行所述使用所述DPDK从物理层接口获取所述PPP报文。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至5任一所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至5任一所述的方法。

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