[发明专利]一种在高速网卡/DPU内提升网络服务质量的方法

说明书

本发明提出了一种在高速网卡/DPU内提升网络服务质量的方法，对延迟敏感的报文，按照绝对优先的方式传送，对于对带宽有需求的网络报文，为了提高带宽利用率，通过结合算法来计算拼包长度的方法，可以在处理不同需求应用中灵活调度网络报文，从而满足不同应用，在同一设备上，对于延迟及带宽的不同需求，在收到的网络报文为256字节及以下的小包时，可以通过此方法，减少PCIe端从智能网络控制器/DPU到智能网卡的传输次数，达到最好的吞吐量性能，同时可以根据不同应用的不同，提供不同带宽及延迟的服务。

技术领域

本发明涉及智能网卡/DPU技术领域，特别涉及一种在高速网卡/DPU内提升网络服务质量的方法。

背景技术

随着5G及IoT等技术的应用及网络的部署，网络吞吐量及接入量大幅增加，网络报文处理的压力汇聚到了服务器端，随着带宽的增加，25GbE，到100GbE，网络需要多个CPU核参与处理，这就不得不影响CPU正在处理的业务，用智能网卡来协助CPU处理网络报文可以释放CPU资源。而DPU（数据处理单元）为智能网卡的升级版，可以在智能网卡基础上也同时卸载了网络及存储负荷，让CPU可以参与更多业务。

在5G及IoT场景下，各种应用对网络提出了不同的需求，比如一些URLLC（超高可靠超低时延通信）场景应用对网络的响应时间及延迟有着很高的要求，一些eMBB（增强移动宽带）场景应用对网络的带宽有着很高的要求，这就要求网络的端到端的延迟及带宽在可控范围内，而目前所广为使用的QoS（网络服务质量）可以根据要优先传送的数据，对接收到的数据进行分类，然后按照队列调度算法，比如优先级，循环调度或加权差额循环调度等，实现对某些特定的包进行优先传送。但是对于不同需求的应用在同一设备中的处理缺乏有效的方法；此外智能网卡DPU与CPU的通信通常是通过PCIe来完成的，网络报文字节数少（通常64字节-1518字节）的特点致使PCIe带宽被冗余消耗，特别是高速（100Gbps及以上）智能网卡/DPU的小包（256字节及以下）带宽性能受限于PCIe协议的吞吐量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在高速网卡/DPU内提升网络服务质量的方法，在基于传统QoS机制上，对于不能满足性能需求的网络报文采取拼包的方式，来提升智能网卡/DPU在PCIe端的吞吐量，从而提升智能网卡/DPU的网络带宽；同时本发明提供一种算法，在用户提供所需带宽的前提下，可以计算所要传输的拼包长度，这样对于同类型的网络包，用所提供的算法来计算传输大包的字节数的方式，可以在满足小于256字节包长以太网包速度的前提下，灵活调度网络报文的速度，从而满足不同应用，在同一设备上，对于带宽的不同需求，以克服现有技术中高速智能网卡/DPU的小包网络带宽性能受限于PCIe吞吐量，此外，对于用户的带宽及延迟响应依靠QoS，在不同需求的应用在同一网卡上的处理缺乏有效的方法的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请公开了一种在高速网卡/DPU内提升网络服务质量的方法，包括如下步骤：

S1、智能网卡/DPU对进入网卡内的网络报文进行解析；

S2、用户设定掩码模块匹配查找规则以及各分域的对应流量限制；所述分域包括最佳服务域、流量控制域和低优先级域；

S3、对解析后的网络报文通过掩码模块匹配查找，并根据匹配查找的结果，对网络报文进行分域登记；按照用户配置需求，对每个分域中的网络报文进行优先级排序；

S4、对于最佳服务域内的网络报文，按照优先于其他分域的方式将网络报文发送给服务器；

S5、对于流量控制域内的网络报文，分别将多个同一应用的网络报文进行拼包得到总数据包，在总数据包上予以标记后再发送给服务器；

S6、对于低优先级域内的网络报文，分别将多个同一应用的网络报文进行拼包得到总数据包，在总数据包上予以标记后再发送给服务器；