一种基于macvlan的网络通信方法与流程

本发明涉及一种linux网络通信，尤其涉及一种基于macvlan的网络通信方法。

背景技术：

1、组播广播包处理流程中当macvlan虚拟网卡增多时，组播广播包处理耗时就会增加，而数据帧处理流程的耗时不会随着macvlan虚拟网卡的数量增加而增加。如图1所示，数据帧处理流程中使用schedule_work调度组播广播包处理，会使macvlan_handle_frame和macvlan_process_broadcast在同一个cpu核上执行，数据帧处理占用cpu资源比较高，组播广播包处理时间复杂度为o(n*n)同样需要比较多的cpu资源。数据帧处理负责入队，组播广播包处理负责出队，两者在同一个cpu上竞争，当cpu资源不够时，存在入队速度大于出队速度情况，就会导致接收队列满(接收队列大于1000)，数据帧处理流程就会产生丢包。

2、在实际的生产环境中发生组播丢包时，系统中某一个cpu核占用率高达93.8％。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种基于macvlan的网络通信方法。通过macvlan虚拟出来的网卡mac地址独立于物理网卡，解决了多ip共用mac地址的问题；对每个macvlan虚拟网口都创建一个工作队列，使多个macvlan虚拟网卡的组播广播包处理流程能够并行化。

2、为实现上述目的，本发明公开了基于macvlan的网络通信方法，具体步骤为：

3、步骤s11、数据包进入macvlan_handle_frame处理函数，对数据包进行重组；

4、步骤s12、判断当前接收队列长度是否小于1000，若是，则进入s13，若否，则进入s14；

5、步骤s13、将数据包加入接收队列，使用queue_work system_unbound_wq唤醒接收队列处理函数macvlan_process_broadcast，对数据包进行处理；

6、步骤s14、丢弃数据包。

7、进一步的，所述步骤s13中的数据包处理具体为：

8、步骤s21、判断接收队列是否为空，若是，则结束处理过程，若否，则进行下一步；

9、步骤s22、从接收队列中取出数据包；

10、步骤s23从vlan_list虚拟网卡列表中获取一个macvlan虚拟网卡macvlan_ptr；

11、步骤s24、判断虚拟网卡macvlan_ptr是否为空指针，若是，则返回步骤s21，若否，则进行步骤s25；

12、步骤s25、克隆数据包，将克隆后的数据包发送到macvlan虚拟网卡macvlan_ptr；

13、步骤s25、返回步骤s23获取下一个macvlan虚拟网卡。

14、进一步的，数据包处理过程的时间复杂度o为(n*n)，其中，n为macvlan虚拟网卡macvlan_ptr的数量。

15、进一步的，所述步骤s11之前还包括：

16、设置多个macvlan虚拟网卡，为每个macvlan虚拟网卡的网口创建一个单独的工作队列，工作队列处理函数为macvlan_process_broadcast；

17、判断接收缓冲队列中数据包是否被所有macvlan虚拟网卡标记；

18、若已经被所有macvlan虚拟网卡标记，则释放该数据包。

19、进一步的，所述数据包处理流程为：

20、步骤s31、检测接收队列中是否存在未被所有macvlan虚拟网卡标记的数据包，若是，则进行步骤s32，若否，则结束当前流程；

21、步骤s32、克隆接收队列中未被所有macvlan虚拟网卡标记的数据包；

22、步骤s33、对接收队列中的数据包进行标记；

23、步骤s34、将克隆后的数据包发送到macvlan虚拟网卡，返回步骤s31。

24、本发明的一种基于macvlan的网络通信方法的有益效果为：通过macvlan虚拟出来的网卡mac地址独立于物理网卡，解决了多ip共用mac地址的问题；对每个macvlan虚拟网口都创建一个工作队列，使多个macvlan虚拟网卡的组播广播包处理流程能够并行化。

技术特征：

1.一种基于macvlan的网络通信方法，其特征在于，具体步骤为：

2.基于权利要求1所述的一种基于macvlan的网络通信方法，其特征在于，所述步骤s13中的数据包处理具体为：

3.基于权利要求2所述的一种基于macvlan的网络通信方法，其特征在于，数据包处理过程的时间复杂度为，其中，n为macvlan虚拟网卡macvlan_ptr的数量。

4.基于权利要求1所述的一种基于macvlan的网络通信方法，其特征在于，所述步骤s11之前还包括：

5.基于权利要求4所述的一种基于macvlan的网络通信方法，其特征在于，所述数据包处理流程为：

技术总结
本发明提供一种基于macvlan的网络通信方法，具体的：步骤S11、数据包进入macvlan_handle_frame处理函数，对数据包进行重组；步骤S12、判断当前接收队列长度是否小于1000，若是，则进入S13，若否，则进入S14；步骤S13、将数据包加入接收队列，使用queue_work system_unbound_wq唤醒接收队列处理函数macvlan_process_broadcast，对数据包进行处理；步骤S14、丢弃数据包。

技术研发人员：张向前,淡建群,高华,张金鹏
受保护的技术使用者：麒麟软件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16