現(xiàn)有DNS權(quán)威服務(wù)器處理DNS請求及響應(yīng)報文依賴軟件網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧, CPU資源占用率高、開銷大,處理性能受限.本文基于SmartNIC架構(gòu)對DNS權(quán)威服務(wù)器的功能進(jìn)行卸載加速,提出并設(shè)計了高性能DNS權(quán)威查詢響應(yīng)流水線PHDR Pipe (perfect Hash DNS response pipeline),基于完美哈希(perfect Hash)實現(xiàn)對區(qū)文件的預(yù)先處理,避免哈希沖突導(dǎo)致的多次訪存,降低流水線最壞情況下處理延遲,從而有效提升系統(tǒng)吞吐率并降低響應(yīng)延遲.基于開源的FAST平臺的實驗結(jié)果表明,與通用的BIND9系統(tǒng)相比響應(yīng)延遲降低了約10倍,吞吐量接近10 Gb鏈路線速,同時資源開銷小且具有良好的可擴(kuò)展性.

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【部分圖文】：

圖1PHDRPipe整體架構(gòu)

針對以上3個因素,本文基于SmartNIC架構(gòu)設(shè)計了DNS權(quán)威查詢響應(yīng)流水線PHDRPipe(perfectHashDNSresponsepipeline),實現(xiàn)對查詢請求的快速解析和響應(yīng)數(shù)據(jù)的封裝;并將完美哈希查找卸載到硬件上用于加速DNS權(quán)威查詢響應(yīng)的查找;由于權(quán)威....

圖2完美哈希函數(shù)查找示例

完美哈希配置模塊調(diào)用gperf工具,使用從區(qū)文件中提取出的RR數(shù)據(jù)關(guān)鍵字集合生成對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)HT、RST和哈希函數(shù).HT的表項數(shù)設(shè)置為256對應(yīng)整個ASCII碼表;RST的表項數(shù)和RR數(shù)據(jù)的數(shù)量有關(guān),通常是RR數(shù)據(jù)數(shù)量的3倍左右.將RST中的value設(shè)置為其關(guān)鍵字key對應(yīng)的....

圖3HL模塊架構(gòu)

(e)當(dāng)len無效時,將index1置為全1(響應(yīng)表中最后一項存儲為查詢失敗數(shù)據(jù)報文模板);(f)MT判斷子模塊根據(jù)upd信號來判斷當(dāng)前有效的MMT表還是SMT表,然后根據(jù)idx1取出當(dāng)前有效表中相應(yīng)位置的idx2;

圖4FAST1.0架構(gòu)

DNS權(quán)威服務(wù)器的區(qū)文件通常不會頻繁更新,因此當(dāng)區(qū)文件被更新后,采用離線更新的方式重新生成相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).通過設(shè)置主、從寄存器的方式支持FPGA的在線更新.在FPGA上指定主寄存器存儲MHT表,指定從寄存器存儲SHT表.更新信號upd為1代表MHT表有效,為0代表SHT表有效.更新....

本文編號：3958329