高CPU使用率- Linux上的简单数据包接收器

Question

我正在编写Linux下的简单应用程序，收集所有来自网络的数据包。我通过调用"recvfrom()“函数来使用阻塞接收。当我用hping3产生很大的网络负载(大约每秒100k个原始帧，每个130字节)时，"top“工具显示我的进程的CPU使用率很高--大约是37-38%。这对我来说很有价值。当我减少包的数量时，使用率更低-例如，对于每秒4k帧，top显示3%。

我检查过DC++，当它下载到10MB/s的时候，它的进程占用的CPU不是38%，而是5%。在C语言中有没有什么可编程的方法来减少CPU使用率，同时仍然接收大量的帧？

我的CPU: Intel i5-2400 CPU @3.10 CPU

我的系统:带有PREEMPT-RT补丁的Ubuntu 11.04内核3.6.6

下面是我的代码：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/if_packet.h>
#include <linux/if_ether.h>
#include <linux/if_arp.h>
#include <arpa/inet.h>

/* Socket descriptor. */
int mainSocket; 

/* Buffer for frame. */
unsigned char* buffer;

int main(int argc, char* argv[])
{
    /** Create socket. **/  
    mainSocket = socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));
    if (mainSocket == -1) { 
        printf("Error: cannot create socket!\n");
    }

    /** Create buffer for frame **/
    buffer = malloc(ETH_FRAME_LEN);

    printf("Listing...");

    while(1) {

        // Length of received packet
        int length = recvfrom(mainSocket, buffer, ETH_FRAME_LEN, 0, NULL, NULL);
        if(length > 0) 
        {   
            // ... do something ...
        }
    }

Answer 1

我不知道这是否会有帮助，但我在谷歌上看到：

• Raw socket, Packet socket and Zero copy networking in Linux和http://lxr.linux.no/linux+v2.6.36/Documentation/networking/packet_mmap.txt谈到使用PACKET_MMAP和mmap()来提高原始套接字的性能
• Overview of Packet Reception建议设置进程的亲和性以匹配您的CPU

DC++会做混杂接收吗？我可没想到会这样。因此，与其将您的性能与DC++进行比较，不如将您的性能与libpcap等实用程序的性能进行比较。

Answer 2

可能是因为，在NIC和DC++上运行的TCP/IP堆栈直接从NIC获取数据流，因此您的处理器不会执行任何TCP/IP工作。但在您的情况下，我认为您是直接尝试从NIC获取数据，因此它不会由NIC处理，而是由您的处理器处理，并且由于您有无限循环来获取数据，因此您进行了大量处理……因此CPU使用率激增。