本發(fā)明涉及云計算設(shè)備虛擬化，是一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著網(wǎng)絡(luò)和存儲硬件設(shè)備的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的基于cpu中斷的設(shè)備數(shù)據(jù)包處理方式已經(jīng)觸及cpu的性能瓶頸。在當前的云計算場景中，以dpdk和spdk為代表的基于pmd模型的數(shù)據(jù)包加速軟件庫和開發(fā)平臺被廣泛使用。

2、在現(xiàn)有已公開的發(fā)明技術(shù)中，如申請公開號為cn112003797a的專利公開了一種虛擬化dpdk網(wǎng)絡(luò)性能提高方法、系統(tǒng)、終端及存儲介質(zhì)，包括：采集所有網(wǎng)卡的隊列收發(fā)量；根據(jù)每個網(wǎng)卡的隊列收發(fā)量計算每個隊列的cpu資源使用率；按cpu資源使用率由大到小對所有隊列進行排序；按隊列順序依次將隊列分配至空閑cpu核，直至無空閑cpu核，所述cpu核上承載pmd線程；將剩余隊列平均分配至所有cpu核。

3、又如申請公開號為cn115391003a的專利公開了一種dpdk數(shù)據(jù)包處理的排隊延遲控制方法及裝置，方法包括：輪詢網(wǎng)卡的接收隊列，并根據(jù)接收隊列中dpdk數(shù)據(jù)包的當前數(shù)量確定接收隊列的狀態(tài)；若接收隊列的狀態(tài)為空閑狀態(tài)，則循環(huán)執(zhí)行pause指令，并獲取時間片，在時間片未被用完時，重新獲取接收隊列中dpdk數(shù)據(jù)包的當前數(shù)量；若當前數(shù)量超過預設(shè)閾值，則將接收隊列的狀態(tài)從空閑狀態(tài)切換至忙碌狀態(tài)，并對dpdk數(shù)據(jù)包進行處理。

4、上述專利采用pause指令劃分時間片的方法來降低功耗，而本發(fā)明采用輪詢和中斷切換的方式，能夠?qū)ν话l(fā)流量更敏感，可以降低突發(fā)數(shù)據(jù)包的時延；同時，在流量較少的時會減少使用的cpu?core的數(shù)量，而本發(fā)明不會減少線程數(shù)目，而是通過輪詢和中斷切換的方式讓出cpu資源，對突發(fā)流量反應(yīng)更快。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中，存在處理中斷、系統(tǒng)調(diào)用、上下文切換、多次內(nèi)存拷貝帶來的巨大的開銷的問題，本發(fā)明避免cpu資源浪費，讓cpu資源可以被合理使用。

3、為了達到上述目的，本發(fā)明一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法的技術(shù)方案包括如下步驟：

4、s1：讀取并解析用戶需求和配置，并設(shè)置默認配置；

5、s2：開始輪詢處理數(shù)據(jù)包，提取監(jiān)測時間內(nèi)的數(shù)據(jù)包處理數(shù)量；

6、s3：進行模式切換判斷，并執(zhí)行模式切換策略；

7、s4：通過定時器計時獲取時間戳，并進行時間戳間隔判斷，執(zhí)行優(yōu)化策略。

8、具體地，s1中，所述默認配置包括：pmd_window_sec＝1、pmd_threshold＝10、pmd_round＝60、intr_window_usec＝1000、intr_threshold＝10。

9、具體地，s1中，所述用戶需求和配置包括：用戶可根據(jù)需求修改配置，并進行用戶場景的精準匹配。

10、具體地，s1中，當用戶需要強制使用輪詢模式而不想切換到中斷模式，則可以將pmd_threshold置為0。

11、具體地，s2中，所述提取監(jiān)測時間內(nèi)的數(shù)據(jù)包處理數(shù)量包括：當應(yīng)用程序處于輪詢模式時，每過pmd_window_sec秒統(tǒng)計一次這段時間內(nèi)處理的數(shù)據(jù)包數(shù)量。

12、具體地，s3中，所述模式切換判斷包括：

13、s31：當一個監(jiān)測時間內(nèi)數(shù)據(jù)包數(shù)量少于pmd_threshold時，將pmd_cound計數(shù)值增加1；

14、s32：當一個監(jiān)測時間內(nèi)數(shù)據(jù)包數(shù)量大于等于

15、pmd_threshold時，將pmd_cound計數(shù)值置為0；

16、s33：執(zhí)行模式切換策略。

17、具體地，s33中，所述模式切換策略包括：當pmd_count計數(shù)值等于pmd_round時，切換到中斷模式。

18、具體地，s4中，所述進行時間戳間隔判斷包括：計算最近兩次記錄的時間戳差值δ，時間戳差值的計算公式如下：δ＝ti-ti+1。

19、具體地，s4中，所述優(yōu)化策略包括：當前后兩次記錄的時間戳的差值小于intr_window_usec微秒，則表明有突發(fā)流量，需要立馬切換到輪詢模式。

20、另外，本發(fā)明一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的系統(tǒng)包括如下模塊：

21、配置管理模塊、數(shù)據(jù)包處理模塊、中斷模塊、時間管理模塊；

22、所述配置管理模塊用于獲取用戶配置，并解析用戶配置；

23、所述數(shù)據(jù)包處理模塊用于處理理中斷上送或cpu輪詢到的數(shù)據(jù)包；

24、所述中斷模塊用于接收設(shè)備中斷信息并將數(shù)據(jù)包送給數(shù)據(jù)包處理模塊進行處理；

25、所述時間管理模塊用于提供定時器功能和獲取時間戳。

26、一種存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)中存儲有指令，當計算機讀取所述指令時，使所述計算機執(zhí)行上述任一項所述的一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法。

27、一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述任一項的一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果如下：

29、1、本發(fā)明可以在不損失整體性能和吞吐的情況下，減少cpu資源的占用。

30、2、本發(fā)明可以在業(yè)務(wù)量低谷的時間段節(jié)省電力能源。

31、3、本發(fā)明利用了現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，和現(xiàn)有技術(shù)相比，不會損失兼容性。

技術(shù)特征：

1.一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法，其特征在于：所述方法包括如下具體步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法，其特征在于，s1中，所述默認配置包括：pmd_window_sec＝1、pmd_threshold＝10、pmd_round＝60、

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法，其特征在于，s1中，所述用戶需求和配置包括：用戶可根據(jù)需求修改配置，并進行用戶場景的精準匹配。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法，其特征在于，s1中，當用戶需要強制使用輪詢模式而不想切換到中斷模式，則可以將pmd_threshold置為0。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法，其特征在于，s2中，所述提取監(jiān)測時間內(nèi)的數(shù)據(jù)包處理數(shù)量包括：當應(yīng)用程序處于輪詢模式時，每過pmd_window_sec秒統(tǒng)計一次這段時間內(nèi)處理的數(shù)據(jù)包數(shù)量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法，其特征在于，s3中，所述模式切換判斷包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法，其特征在于，s33中，所述模式切換策略包括：當pmd_count計數(shù)值等于pmd_round時，切換到中斷模式。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法，其特征在于，s4中，所述進行時間戳間隔判斷包括：計算最近兩次記錄的時間戳差值δ，時間戳差值的計算公式如下：δ＝ti-ti+1。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法，其特征在于，s4中，所述優(yōu)化策略包括：當前后兩次記錄的時間戳的差值小于intr_window_usec微秒，則表明有突發(fā)流量，需要立馬切換到輪詢模式。

10.一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的系統(tǒng)，其基于如權(quán)利要求1-9任一項所述的一種優(yōu)化pmd模型cpu資源占用的方法實現(xiàn)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括以下模塊：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及云計算設(shè)備虛擬化技術(shù)領(lǐng)域，是一種優(yōu)化PMD模型CPU資源占用的方法和系統(tǒng)，具體方法包括：讀取并解析用戶需求和配置，并設(shè)置默認配置；開始輪詢處理數(shù)據(jù)包，提取監(jiān)測時間內(nèi)的數(shù)據(jù)包處理數(shù)量；進行模式切換判斷，并執(zhí)行模式切換策略；通過定時器計時獲取時間戳，并進行時間戳間隔判斷，執(zhí)行優(yōu)化策略。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中，由于處理中斷、系統(tǒng)調(diào)用、上下文切換、多次內(nèi)存拷貝導致開銷巨大的問題，本發(fā)明避免CPU資源浪費，讓CPU資源可以被合理使用。

技術(shù)研發(fā)人員：劉堯,王雷,劉欣
受保護的技術(shù)使用者：天翼云科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21