networking - 谁能解释一下 TCP 中的 TSO/LRO 硬件功能是什么？

Question

谁能解释一下 TCP 中的 TSO/LRO 硬件功能是什么以及这些功能是否也对确认机制负责？

Answer 1

我知道这是一个旧话题，但我觉得答案不完整。

您首先要了解的是，就网络性能提升技术而言，TSO 只是冰山一角。

让我们考虑基本的网络接口(interface)。您的操作系统使用 PIO(程序输入/输出，即一次一个字(通常为 32 位))将整个数据包发送到 NIC(网络接口(interface)卡)，因为它应该只出现在线路上，不包括帧检查序列。

这些是数据传输速度的提升。

所以第一个速度提升是使用 DMA(直接内存访问)，这允许处理器在硬件复制数据包的同时做其他事情。但是操作系统仍然需要将数据包数据复制到内存中并生成 header 和校验和。

第二个提升是让硬件为数据包的数据部分生成校验和，操作系统仍然会将数据复制到它的内存空间，并将包头放在它之前。由于操作系统正在生成 header ，因此它也可能始终为 header 生成校验和。这看起来很复杂，但机制其实很简单。硬件被告知在到达位置 XX 时开始计算校验和，并将校验和放在数据包缓冲区中的位置 yy 处。

第三个提升是使用 Scatter/Gather。这基本上意味着操作系统不会将数据复制到其内存中，它会将数据部分的 header 和位置传递给驱动程序，并允许驱动程序收集数据以发送它。这需要硬件校验和，如果操作系统需要对数据包进行校验和，则需要先将其复制到内存中。

第四个(也是 Linux 中 native 支持的最高级别)是 TSO。使用 TSO，操作系统为硬件提供一个 header 模板，然后是一大块数据(不超过 64K)供其拆分和校验和，这意味着操作系统需要生成更少的 header ，并且设置 DMA 的任何开销也被减少.当数据包通过网络传输时，它们符合数据包的正常规则，并将与它们传输的任何交换机或路由器兼容。

接待是另一回事。硬件校验和在这里更多的是猜测而不是确定性，所以应该发生的是硬件将数据包和校验和分别传递给操作系统，并允许操作系统决定数据包是否正常。

Scatter/Gather 对于接收来说几乎是多余的。

LRO (Large receive offload)，嗯，硬件没有简单的方法知道这些数据包的含义，所以 LRO 目前只是一个软件构造，数据包被传递给 OS，然后 OS 决定是否连接数据并将大块传递给应用程序或传递许多较小的 block 。

关于网络堆栈的一些注意事项。

软件应该总是产生ACK数据包。它不会的唯一原因是如果您的 NIC 上有 TOE(TCP 卸载引擎)。我不知道有任何操作系统本身支持此功能，这意味着您需要对其进行破解以使其兼容。

所以有一个完整而漫无边际的回应，希望它能帮助别人。