[发明专利]一种基于RDMA的内存管理方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于RDMA的内存管理方法及装置，涉及算力网络技术领域，其中，基于RDMA的内存管理方法，包括以下步骤：保持远程直接内存访问RDMA应用程序分配的虚拟地址块始终对应连续的物理地址块。本发明使得RDMA应用程序通过Verbs注册的方式分配的虚拟地址均能获得连续的物理内存块相对应，简化了虚拟地址到物理地址的转换关系。极大的降低的网卡上内存地址翻译单元的实现复杂度，节省了片上存储资源，从而降低了RDMA网卡实现成本，同时由于不限制CPU体系架构，因此具有广泛的通用性，能适配所有的CPU型号。

技术领域

本发明涉及算力网络技术领域，具体涉及一种基于RDMA的内存管理方法和装置。

背景技术

随着云计算、大数据、人工智能、5G等信息通信技术的快速发展，各行各业数字化转型趋势越发明显，数字经济浪潮已势不可挡。而作为数字经济时代的核心资源，算力成为推动经济高质量发展的重要驱动力，其作用变得日益突出。随之而来的数据量爆发式增长无疑对算力网络的搭建提出了更苛刻的要求。传统的TCP/IP网络架构存在传输性能低、延迟大等问题，已经不能满足算力网络的建设需要。

RDMA(Remote Direct Memory Access，远程直接内存访问)是一种基于IBA协议栈架构网络数据传输技术，无需CPU干预即可完成远端内存的直接访问，实现了高吞吐、低延时的网络传输，逐渐成为建设高性能算力网络的首选技术。

RDMA协议定义的报文格式定义中，其访问的远端地址为虚拟地址(VA)，因此，在智能网卡实现过程中，需要对接收报文实现虚拟地址到本地物理地址的映射，从而完成远端应用对本地物理内存的访问。

RDMA要实现主机间的内存直接访问，应用软件在使用之前，需要先通过调用RDMA的内存管理Verbs，完成对需要进行RDMA访问的内存注册。相关内存信息存入内存地址翻译表(VPT)。

RDMA协议的虚拟地址(VA)到物理地址(PA)的转换，通常由内存地址翻译表(VPT)来完成。内存地址翻译表(VPT)实现有页表方式和IOMMU方式两种，采用页表翻译方式时，页表本身会占用大量的网卡存储空间，当网卡上存储资源有限时，需要频繁将内存中的内存翻译表(VPT)迁移到网卡内部，导致网卡资源的占用和消耗，性能较低。而采用IOMMU方式，则对网卡所配置的服务器CPU有硬件体系架构的要求，要支持IOMMU，在泛用性上存在问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明第一方面提供一种基于RDMA的内存管理方法，其可以降低网卡上内存地址翻译单元的实现复杂度，节省了片上存储资源，从而降低RDMA网卡实现成本。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于RDMA的内存管理方法，该方法包括以下步骤：

保持远程直接内存访问RDMA应用程序分配的虚拟地址块始终对应连续的物理地址块。

一些实施例中，所述保持远程直接内存访问RDMA应用程序分配的虚拟地址块始终对应连续的物理地址块，包括：

分配一段连续的物理内存作为RDMA预留内存池，并根据RDMA应用参数规格，将RDMA预留内存池划分为多个物理地址连续且按照大小顺序排列的内存块；

对所述内存块进行标记和索引；

在RDMA预留内存池内，根据RDMA的内存注册或注销，进行连续内存的分配或回收，刷新所有内存块序号，使内存块序号相邻。

一些实施例中，所述将RDMA预留内存池划分为多个物理地址连续且按照大小顺序排列的内存块，包括：

将RDMA预留内存池划分为多个不同大小的2的次幂字节长度的内存块，并将内存块按从小到大且物理地址连续的方式排列。