浅析浅析TOE技术及其应用技术及其应用
TOE 是TCP Offload Engine，即TCP卸载引擎，也叫TCP减负引擎，它旨在使用网卡上集成专用处理器来转移
并处理TCP数据包对主CPU请求的任务。TOE技术的实现方式是通过采用TOE芯片的专用网卡，减轻了CPU的
负荷，其最终的结果是在加速网络响应的同时提高服务器的性能。
1、TOE技术的实现过程
图1 TOE网卡工作原理
TOE网卡主要工作过程如图1所示：
（1）服务器A向服务器B传输数据；
（2）A主机中的TCP栈向TOE网卡传输数据指针；
（3）TOE网卡进行所有TCP协议处理工作并通过网络传递数据包；
（4）B主机中的TOE网卡接收数据包，重排数据流并将之存放在内存中。
普通网卡则是先把数据包缓存到主机内存中，然后主机中的TCP协议栈重新组装数据流，最后把数据拷贝到应用程序[1]。
2、TOE网卡的优势
普通网卡用软件方式进行一系列TCP/IP相关操作，因此，会在三个方面增加服务器的负担，这三个方面是：中断处理、协议
处理、数据复制。
2.1 协议处理
图2 TCP/IP卸载前后主CPU占用比例
当网络速度达到G(干兆)比特数量级时，主CPU就越来越繁忙，其中很大一部分处理负荷都是来自对TCP／IP协议的处理，例
如对IP数据包的校验处理、对TCP数据流的可靠性和一致性处理，如图2所示。由于目前对TCP／IP协议进行处理都是采用通
用CPU及其配套的系统结构，而这种体系下CPU的主要功能是进行通用计算，并非进行输入输出操作。因此在网络带宽和速
度飞速发展的情况下，网络链路速度高于CPU对TCP／IP协议栈的处理速度将导致系统的输入输出系统成为网络瓶颈。
2.2 中断处理
传统的处理过程是：网络上每个应用程序在收发大量数据包时，要引发大量的网络I/O中断，对这些I/O中断信号进行响应，成
了服务器的沉重负担。比如，一个典型的64Kbps的应用程序在向网络发送数据时，为了将这些数据装配成以太网的数据包，
并对网络接收确认信号进行响应，要在服务器和网卡间触发60多个中断事件，这么高的中断率和协议分析工作量已经是相当
可观的了。虽然某些网络操作系统具有中断捆绑功能，能够有效减少中断信号的产生，但却无法减少服务器和网卡间响应事件
的处理总量。
TCP卸载引擎网卡的工作原理则不同。普通网卡处理每个数据包都要触发一次中断，TCP卸载引擎网卡则让每个应用程序完成
一次完整的数据处理进程后才触发一次中断，显著减轻服务器对中断的响应负担。还是以64Kbps的应用程序为例，应用程序
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