多虚拟功能设备的硬件卸载方法、电子设备及介质与流程

本申请涉及计算机，尤其涉及一种多虚拟功能设备的硬件卸载方法、电子设备及介质。

背景技术：

1、在云计算、数据中心、人工智能等技术领域，利用网络虚拟化技术，例如软件定义网络（softwaredefinednetwork，sdn），提供多个虚拟机之间以及虚拟机与外部设备之间的流量转发，用户通过管理平台下发转发规则然后软件通过匹配规则来实现流量转发。虚拟功能设备对应的代表口设备挂载在虚拟交换机（openvswitch，ovs）的桥上，通过代表口设备之间的流量转发实现虚拟功能设备之间的流量转发。现有技术中的硬件卸载方案，每个代表口设备是独立的硬件，而为了确保每个虚拟功能设备的报文收发请求得到及时响应，软件需要轮询所有的代表口设备各自的设备队列，这样占用了大量的轮询模式驱动（pollmode driver，pmd）线程，带来大量的硬件调度损耗和软件性能损耗，并且随着虚拟功能设备的数量增加，不利于提高硬件卸载后的报文转发效率。

2、为此，本申请提供了一种多虚拟功能设备的硬件卸载方法、电子设备及介质，不仅实现了及时响应各个虚拟功能设备的报文收发请求，而且节省了轮询模式驱动线程的数量、节省了硬件调度资源、节省了软件处理器资源，可以灵活地适配任意数量的虚拟功能设备和任意数量的代表口设备，可以便利地应用于各种用户态软件和虚拟化服务，有利于提高硬件卸载后的报文转发效率。

技术实现思路

1、第一方面，本申请提供了一种多虚拟功能设备的硬件卸载方法。所述硬件卸载方法包括：确定第一物理功能设备相关联的多个虚拟功能设备，其中，所述第一物理功能设备和所述多个虚拟功能设备各自被分配不同的设备标识；当所述第一物理功能设备开启硬件卸载功能并且所述第一物理功能设备启用所述多个虚拟功能设备中的至少一个虚拟功能设备时，下发所述第一物理功能设备的硬件流表到报文收发硬件；通过所述报文收发硬件，响应于接收到第一报文，添加第一扩展头部到所述第一报文后上送到所述第一物理功能设备的收包队列，其中，所述第一扩展头部指示所述第一报文来自所述多个虚拟功能设备中的第一虚拟功能设备，然后，通过用户态软件，驱动所述第一物理功能设备从而解析所述第一扩展头部以便确定所述第一虚拟功能设备，并且，将所述第一物理功能设备的设备标识替换成所述第一虚拟功能设备所对应的代表口设备，再然后，通过虚拟交换机，轮询所述第一物理功能设备的收包队列，从而基于所述第一物理功能设备的设备标识更新设备信息以便实现报文接收流程的流量重定向。

2、通过本申请的第一方面，不仅实现了及时响应各个虚拟功能设备的报文收发请求，而且节省了轮询模式驱动线程的数量、节省了硬件调度资源、节省了软件处理器资源，可以灵活地适配任意数量的虚拟功能设备和任意数量的代表口设备，可以便利地应用于各种用户态软件和虚拟化服务，有利于提高硬件卸载后的报文转发效率。

3、在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，通过所述虚拟交换机，轮询所述第一物理功能设备的收包队列，从而基于所述第一物理功能设备的设备标识更新设备信息以便实现报文接收流程的流量重定向，包括：通过所述虚拟交换机，基于所述第一物理功能设备的设备标识，将入端口替换成所述第一虚拟功能设备所对应的代表口设备，然后，基于所述入端口匹配流表。

4、在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述硬件卸载方法还包括：在将所述第一物理功能设备的设备标识替换成所述第一虚拟功能设备所对应的代表口设备之后，删除所述第一扩展头部。

5、在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述硬件卸载方法还包括：通过所述虚拟交换机，轮询所述第一物理功能设备的发包队列，确定第二报文所对应的代表口设备以及所述第二报文所对应的代表口设备所存储的设备标识，然后，调用所述第二报文所对应的代表口设备的发包函数，使得所述用户态软件，基于所述第二报文所对应的代表口设备所存储的设备标识，实现报文发送流程的流量重定向。

6、在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述用户态软件，基于所述第二报文所对应的代表口设备所存储的设备标识，实现报文发送流程的流量重定向，包括：通过所述用户态软件，基于所述第二报文所对应的代表口设备所存储的设备标识，添加第二扩展头部到所述第二报文后下发到所述第一物理功能设备的发包队列，其中，所述第二扩展头部指示所述第二报文转发到所述多个虚拟功能设备中的第二虚拟功能设备，再然后，通过所述报文收发硬件，解析所述第二扩展头部以便确定所述第二虚拟功能设备，从而转发所述第二报文到所述第二虚拟功能设备。

7、在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一物理功能设备相关联的所述多个虚拟功能设备共享所述第一物理功能设备的收包队列和所述第一物理功能设备的发包队列。

8、在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一物理功能设备的收包队列和所述第一物理功能设备的发包队列均属于所述第一物理功能设备的设备队列。

9、在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述多个虚拟功能设备包括两个或者更多个虚拟功能设备。

10、在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述用户态软件是数据平面开发工具集。

11、在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述虚拟交换机通过单个轮询模式驱动线程来轮询所述第一物理功能设备的收包队列。

12、在本申请的第一方面的一种可能的实现方式中，所述硬件卸载方法还包括：当所述虚拟交换机通过所述单个轮询模式驱动线程来逐个地轮询所述多个虚拟功能设备所带来的总延迟不超过第一阈值时，增加独立于所述单个轮询模式驱动线程的另一轮询模式驱动线程，用于所述多个虚拟功能设备的报文收发。

13、第二方面，本申请实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现根据上述任一方面的任一种实现方式的方法。

14、第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机设备上运行时使得所述计算机设备执行根据上述任一方面的任一种实现方式的方法。

15、第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的指令，当所述指令在计算机设备上运行时使得所述计算机设备执行根据上述任一方面的任一种实现方式的方法。

技术特征：

1.一种多虚拟功能设备的硬件卸载方法，其特征在于，所述硬件卸载方法包括：

2.根据权利要求1所述的硬件卸载方法，其特征在于，通过所述虚拟交换机，轮询所述第一物理功能设备的收包队列，从而基于所述第一物理功能设备的设备标识更新设备信息以便实现报文接收流程的流量重定向，包括：

3.根据权利要求2所述的硬件卸载方法，其特征在于，所述硬件卸载方法还包括：

4.根据权利要求1所述的硬件卸载方法，其特征在于，所述硬件卸载方法还包括：

5.根据权利要求4所述的硬件卸载方法，其特征在于，所述用户态软件，基于所述第二报文所对应的代表口设备所存储的设备标识，实现报文发送流程的流量重定向，包括：

6.根据权利要求4所述的硬件卸载方法，其特征在于，所述第一物理功能设备相关联的所述多个虚拟功能设备共享所述第一物理功能设备的收包队列和所述第一物理功能设备的发包队列。

7.根据权利要求4所述的硬件卸载方法，其特征在于，所述第一物理功能设备的收包队列和所述第一物理功能设备的发包队列均属于所述第一物理功能设备的设备队列。

8.根据权利要求1所述的硬件卸载方法，其特征在于，所述多个虚拟功能设备包括两个或者更多个虚拟功能设备。

9.根据权利要求1所述的硬件卸载方法，其特征在于，所述用户态软件是数据平面开发工具集。

10.根据权利要求1所述的硬件卸载方法，其特征在于，所述虚拟交换机通过单个轮询模式驱动线程来轮询所述第一物理功能设备的收包队列。

11.根据权利要求10所述的硬件卸载方法，其特征在于，所述硬件卸载方法还包括：

12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机设备上运行时使得所述计算机设备执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

技术总结
本申请涉及计算机技术领域并提供一种多虚拟功能设备的硬件卸载方法、电子设备及介质。通过软硬件协作和报文扩展头部还有设备标识，不仅实现了及时响应各个虚拟功能设备的报文收发请求，而且节省了轮询模式驱动线程的数量、节省了硬件调度资源、节省了软件处理器资源，可以灵活地适配任意数量的虚拟功能设备和任意数量的代表口设备，可以便利地应用于各种用户态软件和虚拟化服务，有利于提高硬件卸载后的报文转发效率。

技术研发人员：刘先锋
受保护的技术使用者：珠海星云智联科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/23