零拷貝（zero-copy）

備快速網(wǎng)絡(luò)接口的主要技術(shù)。

零拷貝技術(shù)通過降低或消除關(guān)鍵通信路徑影響速率的操作，降低傳輸數(shù)據(jù)的操作系統(tǒng)開銷和協(xié)議處理開銷，從而有效提高通信性能，實現(xiàn)快速傳輸數(shù)據(jù)。

零拷貝技術(shù)能夠降低數(shù)據(jù)拷貝和共享總線操作的次數(shù)，消除通信數(shù)據(jù)在存儲器之間不必要的中間拷貝過程，有效地提高通信效率，是設(shè)計快速接口通道、實現(xiàn)快速server和路由器的關(guān)鍵技術(shù)之中的一個。

數(shù)據(jù)拷貝受制于傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)或通信協(xié)議，限制了通信性能。採用零拷貝技術(shù)，通過降低數(shù)據(jù)拷貝次數(shù)，簡化協(xié)議處理的層次，在應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)間提供更快的數(shù)據(jù)通路。能夠有效地降低通信延遲，添加網(wǎng)絡(luò)吞吐率。

零拷貝技術(shù)的研究主要針對下面兩個方面：

(1) 創(chuàng)建有效的用戶級通信接口，即應(yīng)用程序直接將數(shù)據(jù)從通信接口發(fā)送出去或接收進來，消除系統(tǒng)內(nèi)核中不必要的拷貝過程。

(2) 路由器的入端到出端的直接傳輸數(shù)據(jù)，即接收的報文僅僅經(jīng)過一次存儲器緩沖。而緩沖隊列中的報文經(jīng)過必要的控制信息處理后，直接傳送到輸出port發(fā)送出去，實現(xiàn)報文高速轉(zhuǎn)發(fā)。

一般來說, 覺得從網(wǎng)卡到用戶空間的系統(tǒng)調(diào)用會經(jīng)歷兩次或者兩次半的copy過程.
zero copy就是要消除這些copy過程.
從網(wǎng)卡的ring-buffer到software packets的copy能夠通過直接DMA數(shù)據(jù)到software packet完畢.
所謂半次copy能夠有hardware checksum offload來解決.
最后的內(nèi)核空間到用戶空間的copy還存在問題, 近期提出的比較好的方案是IOAT2技術(shù), 能夠直接做Host memeory對Host memroy的DMA.
也看到有人使用把DMA的buffer直接map到用戶空間的解決方式, 但這個對用戶空間的程序不是透明的, 不具備普遍意義.

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的零拷贝概念 -- linux内核的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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