當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)不能滿足后端對海量高速觀測數(shù)據(jù)包的實時接收、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)合當前普遍采用的基于通用CPU/GPU計算平臺的脈沖星數(shù)據(jù)處理管線模式,充分運用多核環(huán)境和GPU環(huán)境的并行計算能力,來解決觀測數(shù)據(jù)的采集、解碼等實時處理的實際需求。然后在上述研究的基礎(chǔ)上,構(gòu)建一個針對脈沖星萬兆以太網(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?從而屏蔽底層實現(xiàn)細節(jié),為天文學家提供高效易用的編程模式。本人的主要工作和創(chuàng)新點如下:1.對Linux系統(tǒng)下基于TCP/IP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報文的接收處理流程進行分析,從Linux內(nèi)核、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動、系統(tǒng)架構(gòu)等方面入手,對高IO下影響和限制數(shù)據(jù)包可靠接收的瓶頸因素進行了逐一歸納;2.在分析內(nèi)核協(xié)議棧報文處理流程的基礎(chǔ)上深入研究用戶態(tài)、零拷貝等...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：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，因為其輻射束會周期性快速掃過地球，使地球人看到一個個周期脈沖而得名。對脈沖星進行觀測，不僅能夠研究脈沖星自身的極端物理狀態(tài)，還能對星際介質(zhì)、銀河系磁場、引力波等目標進行研究。也正因為脈沖星的特殊性，諾貝爾物理學獎兩度授予了脈沖星相關(guān)發(fā)現(xiàn)。對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，國際標準化組織(ISO)和國際電報電話咨詢委員會(CCITT)共同出版了開放系統(tǒng)互聯(lián)的七層參考模型。一臺計算機操作系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)過程包括從應(yīng)用....

圖2-3中斷處理流程

工大學碩士學位論文處理器與其他設(shè)備之間的工作。當有設(shè)備需要與處理器通信時就會給CPU，CPU在接收到中斷信號之后會暫停正在執(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機制NAPI的主要思想是首先采用中斷機制數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)，當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數(shù)據(jù)包，直到網(wǎng)絡(luò)再次空閑時重新轉(zhuǎn)入中斷等待

圖2-5NAPI機制的主要思想是首先采用中斷機制數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)，當包速率超過用輪詢的方式一次處理多個數(shù)據(jù)包，直到網(wǎng)絡(luò)再次空閑時重新如：當包速率很高的時候，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，最終會把數(shù)據(jù)傳....

本文編號：3921294