Receive Segment Coalescing (RSC) オフロード

[アーティクル]
06/12/2024

データを受信するとき、TCP/IP スタック内のほとんどの層は、各セグメントのヘッダー情報を個別に調べる必要があります。これにより、大量のデータを受信するときに大量のオーバーヘッドが発生します。

受信セグメント合体 (RSC) は、受信セグメントのシーケンスを結合し、それらを TCP/IP スタックの上位の 1 つの結合セグメントに指定することで、このオーバーヘッドを削減します。 TCP/IP スタックの上位層は、シーケンス全体に対して 1 つのヘッダーを調べるだけで済みます。

ハードウェアで RSC をサポートするネットワークインターフェイスカード (NIC) を使用すると、受信パスのパフォーマンスを大幅に向上させることができます。また、プロトコル層がソフトウェアで RSC を実行することから解放されるため、ホストの CPU 使用率を削減できます。

RSC の詳細については、「受信セグメント合体 (RSC)」を参照してください。

NetAdapterCX では、バージョン 2.5 以降の UDP RSC (URO) もサポートされています。詳しくは、「UDP RSC オフロード (URO)」をご覧ください。

RSC オフロードを制御するための INF キーワード

NetAdapterCx はレジストリキーワードをチェックし、アクティブなオフロード機能を有効にするときにそれらを優先します。ドライバーはそれ以上の操作を行う必要はありません。

RSCの標準化された INF キーワードで指定されている RSC キーワードを使用して、レジストリキー設定で RSC オフロードを有効または無効にすることができます。

キーワード値は、タイプ REG_SZ でなければなりません。

RSC オフロードの構成

クライアントドライバーは、ネットアダプターの初期化中に、最初にハードウェアの RSC 機能をアドバタイズします。これは、ネットアダプターを起動する前に、EvtDevicePrepareHardware コールバック内で発生する可能性があります。

RSC 機能を構成するために、クライアントドライバーは次のことを行います。

NET_ADAPTER_OFFLOAD_RSC_CAPABILITIES 構造体を割り当てます。
NET_ADAPTER_OFFLOAD_RSC_CAPABILITIES_INIT を呼び出して構造体を初期化します。
NetAdapterOffloadSetRscCapabilities を呼び出して、構造体を NetAdapterCx に登録します。

NET_ADAPTER_OFFLOAD_RSC_CAPABILITIES_INIT の呼び出し中に>クライアントドライバーは EVT_NET_ADAPTER_OFFLOAD_SET_RSC コールバックへのポインターを提供します。システムは、アクティブなオフロード機能が変更された場合に、後でこのコールバックを呼び出します。

ハードウェア RSC 機能を示すための規則

クライアントドライバーは、NIC でハードウェアサポートがないすべての種類のトラフィックに対して ソフトウェア RSC を実行しないようにする必要があります。

NET_ADAPTER_OFFLOAD_RSC_CAPABILITIES 構造体には、次の規則が適用されます。

NetAdapterOffloadLayer3FlagIPv4NoOptions と NetAdapterOffloadLayer3FlagIPv6NoExtensions は、Layer3Flags フィールドの唯一の有効な値です。これらのフラグは、それぞれ IPv4 と IPv6 のサポートを示します。
NetAdapterOffloadLayer4FlagTcpNoOptions と NetAdapterOffloadLayer4FlagUdp は、Layer4Flags フィールドの唯一の有効な値です。これらのフラグは、それぞれ TCP と UDP のサポートを示します。
NetAdapterOffloadLayer4FlagTcpNoOptions フラグが設定されている場合は、レイヤ 3 フラグを設定する必要があります。
TcpTimestampOption フィールドはオプションです。クライアントドライバーは、NET_ADAPTER_OFFLOAD_RSC_CAPABILITIES_INIT を呼び出した後、 NetAdapterOffloadSetRscCapabilities を呼び出す前にこのフィールドを設定して、NIC が TCP タイムスタンプオプションをサポートしているかどうかを示します。

次の例は、クライアントドライバーが RSC ハードウェアオフロード機能を設定する方法を示しています。

VOID
MyAdapterSetRscOffloadCapabilities(
    NETADAPTER NetAdapter
)
{
    // Configure the hardware's RSC offload capabilities
    NET_ADAPTER_OFFLOAD_RSC_CAPABILITIES rscOffloadCapabilities;
    NET_ADAPTER_OFFLOAD_RSC_CAPABILITIES_INIT(
        &rscOffloadCapabilities,
        NetAdapterOffloadLayer3FlagIPv4NoOptions | NetAdapterOffloadLayer3FlagIPv6NoExtensions,
        NetAdapterOffloadLayer4FlagTcpNoOptions,
        MyEvtAdapterOffloadSetRsc);
    rscOffloadCapabilities.TcpTimestampOption = FALSE;

    // Set the current RSC offload capabilities and register the callback for future changes in active capabilities
    NetAdapterOffloadSetRscCapabilities(NetAdapter, &rscOffloadCapabilities);
}

RSC ハードウェア・オフロードの更新

TCP/IP スタックまたは上にあるプロトコルドライバーがネットアダプターのアクティブな RSC 機能の変更を要求した場合、NetAdapterCx は、NET_ADAPTER_OFFLOAD_RSC_CAPABILITIES に登録されたクライアントドライバーの EVT_NET_ADAPTER_OFFLOAD_SET_RSC コールバックを呼び出します。このコールバックでは、システムは、クライアントドライバーがオフロード機能を更新するために照会できる、NETOFFLOAD オブジェクトに更新された機能を提供します。

クライアントドライバーは、次の関数を呼び出して、有効になっている RSC オフロードを決定することができます。

次の例は、クライアントドライバーが RSC オフロード機能を更新する方法を示しています。

VOID
MyEvtAdapterOffloadSetRsc(
    NETADAPTER NetAdapter,
    NETOFFLOAD Offload
)
{
    PMY_NET_ADAPTER_CONTEXT adapterContext = NetvAdapterGetContext(NetAdapter);

    // Store the updated information in the context
    adapterContext->IsRscIPv4Enabled = NetOffloadIsTcpRscIPv4Enabled(Offload);
    adapterContext->IsRscIPv6Enabled = NetOffloadIsTcpRscIPv6Enabled(Offload);
    adapterContext->IsRscTcpTimestampOptionEnabled = NetOffloadIsRscTcpTimestampOptionEnabled(Offload);
}

UDP RSC オフロード (URO)

URO を使用すると、受信した UDP セグメントの合体が可能になります。 NIC は、一連のルールに一致する同じフローの UDP データグラムを論理的に連続したバッファに結合することができます。これらの結合されたデータグラムは、1 つの大きなパケットとして Windows ネットワークスタックに示されます。 URO ルールについて詳しくは、「UDP パケットを合体するためのルール」をご覧ください。

「URO を制御するための INF キーワード」で指定された URO キーワードを使用し、レジストリキー設定によって URO を有効化/無効化することができます。

NetAdapterCx クライアントドライバーでは、既存の RSC 構造と URO 用 RSC API を使用できます。 URO を構成するには、クライアントドライバーは、NET_ADAPTER_OFFLOAD_RSC_CAPABILITIES 構造の Layer4Flags フィールドを NetAdapterOffloadLayer4FlagUdp に設定する必要があります。

URO 動作は RSC をミラーリングしますが、1 つの例外があります。 EVT_NET_ADAPTER_OFFLOAD_SET_RSC コールバックによって URO が無効になると、ドライバーは既存の合体セグメントを示し、未処理のすべての URO 表示が完了するまで待機する必要があります。このアプローチにより、コールバックが返された後に URO の表示がアクティブでなくなります。

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