[发明专利]基于改进网卡驱动软件的网络报文快速转发方法

说明书

本发明公开了一种基于改进网卡驱动软件的网络报文快速转发方法，属于工业计算网络通信领域，该方法包括：构建支持标准TCP/IP协议栈网卡驱动软件以支持标准的报文转发与处理功能；收集报文特征信息，并根据报文特征信息确定该信息对应的报文是否需要转发，且将需要转发的报文记为特征报文；修改网卡驱动软件，对特征报文进行转发。本发明能够在海量数据发送情况下满足≤1ms的转发延迟，能有效提高工业计算系统中对大数据量报文的快速处理能力，更好地满足工业计算系统在各领域的高性能需求。

技术领域

本发明涉及工业计算网络通信领域，特别涉及一种基于改进网卡驱动软件的网络报文快速转发方法。

背景技术

目前，工业计算机系统中普遍使用了智能双冗余以太网模块(以下简称智能网卡)，其主要功能是实现大系统双冗余以太网和普通千兆以太网之间的数据转换，功能示意图如图1所示。

由于大系统双冗余网络上的网络节点比较多，而且数据发送时间无法规定，因此智能网卡承受的数据转发压力较大，要求智能网卡在海量数据发送情况下能满足≤1ms转发延迟。在实验室搭建测试环境，通过大系统网络发送海量数据到智能网卡的双冗余网络接口，然后智能网卡将该数据通过以太网接口转发到内部网络，经大量测试智能网卡转发数据的延迟均在6ms以上，无法满足≤1ms转发延迟要求，且目前采取的增大缓存池、提高网络任务优先级、减少接收中断等常规方法均未解决延迟问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于改进网卡驱动软件的网络报文快速转发方法，以解决在大系统双冗余以太网和普通以太网之间进行数据转换时网络报文转发延迟过大的问题，有效提高工业计算系统中对大数据量报文的快速处理能力，更好地满足工业计算系统在各领域的高性能需求。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于改进网卡驱动软件的网络报文快速转发方法，包括以下步骤：

步骤1、构建支持标准TCP/IP协议栈网卡驱动软件以支持标准的报文转发与处理功能；

步骤2、收集报文特征信息，并根据报文特征信息确定该信息对应的报文是否需要转发，且将需要转发的报文记为特征报文；

步骤3、修改网卡驱动软件，对特征报文进行转发。

进一步地，步骤2所述根据报文特征信息确定该信息对应的报文是否需要转发，且将需要转发的报文记为特征报文，具体包括：

用户自定义构建需要进行转发的特征报文库，该库中包括需要进行转发的报文对应的目的IP地址和源IP地址；

判断收集的报文特征信息是否存在于所述特征报文库，若是，则所述报文特征信息对应的报文需要转发，该报文为特征报文；否则不需要转发。

进一步地，步骤3所述修改网卡驱动软件，对特征报文进行转发，具体包括：

修改网卡驱动软件中的接收报文函数，以使其实现：将特征报文的数据包上传至缓冲区，并发出数据转发需求通知，之后由转发数据上传接口函数将数据包上传至应用程序。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明能够在海量数据发送情况下满足≤1ms的转发延迟；2)本发明修改后的驱动软件不仅能支持标准的TCP/IP通信，还能支持快速转发并且保证网络通信速率不降低；3)提供了二次开发调用接口，可以实现二次开发用户设置需要转发报文的目的IP和源IP地址，以便二次开发用户根据实际需求进行报文快速转发，灵活性高，同时使得需要快速转发的报文不通过协议栈仍然能被用户获取，方便用户二次开发进行数据处理；4)本发明能有效提高工业计算系统中对大数据量报文的快速处理能力，更好地满足工业计算系统在各领域的高性能需求。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为智能双冗余以太网模块功能示意图。