當(dāng)前寬帶脈沖星觀測中,普遍采用萬兆以太網(wǎng)作為底層網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸,而傳統(tǒng)的基于SOCKET的網(wǎng)絡(luò)編程模式已經(jīng)不能滿足后端對(duì)海量高速觀測數(shù)據(jù)包的實(shí)時(shí)接收、解析和處理的性能要求。本論文主要研究基于用戶空間態(tài)的網(wǎng)絡(luò)IO以及NUMA架構(gòu)下GPU/CPU異構(gòu)并行技術(shù),來提高脈沖星觀測的數(shù)據(jù)采集和處理的效率。采用用戶態(tài)空間的網(wǎng)絡(luò)IO技術(shù),實(shí)現(xiàn)基于用戶態(tài)的高效精簡的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,并結(jié)合當(dāng)前普遍采用的基于通用CPU/GPU計(jì)算平臺(tái)的脈沖星數(shù)據(jù)處理管線模式,充分運(yùn)用多核環(huán)境和GPU環(huán)境的并行計(jì)算能力,來解決觀測數(shù)據(jù)的采集、解碼等實(shí)時(shí)處理的實(shí)際需求。然后在上述研究的基礎(chǔ)上,構(gòu)建一個(gè)針對(duì)脈沖星萬兆以太網(wǎng)觀測環(huán)境下數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸?shù)耐ㄓ每蚣?從而屏蔽底層實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),為天文學(xué)家提供高效易用的編程模式。本人的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.對(duì)Linux系統(tǒng)下基于TCP/IP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)文的接收處理流程進(jìn)行分析,從Linux內(nèi)核、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)、系統(tǒng)架構(gòu)等方面入手,對(duì)高IO下影響和限制數(shù)據(jù)包可靠接收的瓶頸因素進(jìn)行了逐一歸納;2.在分析內(nèi)核協(xié)議棧報(bào)文處理流程的基礎(chǔ)上深入研究用戶態(tài)、零拷貝等...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1萬兆交換下的天文數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

脈沖星是特殊的中子星，因?yàn)槠漭椛涫鴷?huì)周期性快速掃過地球，使地球人看到一個(gè)個(gè)周期脈沖而得名。對(duì)脈沖星進(jìn)行觀測，不僅能夠研究脈沖星自身的極端物理狀態(tài)，還能對(duì)星際介質(zhì)、銀河系磁場、引力波等目標(biāo)進(jìn)行研究。也正因?yàn)槊}沖星的特殊性，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)兩度授予了脈沖星相關(guān)發(fā)現(xiàn)。對(duì)射電脈沖星的研究是....

圖2-1OSI和TCP/IP模型

Linux內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧架構(gòu)第二章Linux內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧架構(gòu)2.1Linux網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧架構(gòu)2.1.1系統(tǒng)組成在網(wǎng)絡(luò)歷史的早期，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(CCITT)共同出版了開放系統(tǒng)互聯(lián)的七層參考模型。一臺(tái)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)過程包括從應(yīng)用....

圖2-3中斷處理流程

工大學(xué)碩士學(xué)位論文處理器與其他設(shè)備之間的工作。當(dāng)有設(shè)備需要與處理器通信時(shí)就會(huì)給CPU，CPU在接收到中斷信號(hào)之后會(huì)暫停正在執(zhí)行的程序，并且調(diào)erruptservericeroutine，中斷服務(wù)程序）處理中斷。中斷服務(wù)理器可以在位于內(nèi)存中的固定地址中的中斷向量表中找到。如....

圖2-5NAPI機(jī)制NAPI的主要思想是首先采用中斷機(jī)制數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)，當(dāng)包速率超過一定限度則改用使用輪詢的方式一次處理多個(gè)數(shù)據(jù)包，直到網(wǎng)絡(luò)再次空閑時(shí)重新轉(zhuǎn)入中斷等待

圖2-5NAPI機(jī)制的主要思想是首先采用中斷機(jī)制數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)，當(dāng)包速率超過用輪詢的方式一次處理多個(gè)數(shù)據(jù)包，直到網(wǎng)絡(luò)再次空閑時(shí)重新如：當(dāng)包速率很高的時(shí)候，NAPI引擎定期的從DMA區(qū)里接收。在Linux內(nèi)，NAPI代替軟中斷任務(wù)去處理數(shù)據(jù)包，傳輸包，最終會(huì)把數(shù)據(jù)傳....

本文編號(hào)：3921294