Visual c++ Windows桌面在繁重的网络I/O/Windows内核只分配1个CPU时瘫痪？

问题：我们在Windows Server 2012系统上实现了一个视频录制系统。尽管CPU和内存消耗较低，但我们仍面临严重的性能问题

简短的程序描述：应用程序（VS2005/C++）创建许多网络套接字，每个套接字从以太网网络接收多播UDP视频流。对于每个流，应用程序通过调用WSARecvFrom（）（重叠操作）提供一个接收器缓冲区，在MsgWaitForMultipleObjects（）中等待窗口的“数据到达”事件，获取数据包，并在无休止的循环中再次重复所有操作。对于测试，为了确保除了纯套接字IO工作之外，CPU和内存消耗最小，应用程序不执行任何操作，也不执行任何磁盘/文件IO。应用程序进程配置为使用计算机上的所有可用内核（默认关联设置不变）

测试运行：该测试在两台不同的计算机上运行：a）具有4个物理内核/8个超线程的Windows 7，以及b）具有12个物理内核/24个超线程的Windows Server 2012

两个系统都显示出相同的问题：在配置了一定数量的套接字/网络流之后，一切都可以正常工作。进一步增加它们（我们需要）最终会使Windows桌面瘫痪（鼠标指针、重新绘制）。在此阶段，总CPU负载仍然很低（即10-15%），并且有很多可用内存。但是任务管理器显示了非常片面的CPU负载：CPU 0接近100%，所有其他CPU接近0%。在任务管理器中更改进程的处理器相关性没有帮助

问题1：看起来CPU 0正在完成整个内核的网络IO工作。有可能吗

问题2：如果是，有没有办法控制内核对可用CPU的使用？如果是，如何进行

问题3：如果没有，是否有其他方法使Windows将（内核）网络IO分配给其他CPU（即安装多个NIC卡，每个NIC只接收网络流的一个子集，并将每个NIC绑定到另一个CPU）

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非常感谢任何人给我的提示。

我不是一个Windows服务器的家伙，但这听起来像是一个中断问题。这通常发生在高吞吐量系统中，尤其是实时系统

背景：

简单地说，对于每个数据包，您的网络接口都会生成一个中断，通知CPU它需要处理新到达的数据。接收小数据包的高通量网卡（如10Gbps）很容易因这些中断而使CPU无法工作

为了了解这个问题，让我们做一些数学计算——如果你用100字节的数据包使10G线路饱和，这意味着（理想情况下）每秒通过线路发送12500000个数据包。事实上，这不是由于管理费用造成的；比如每秒10000000包（pps）。您的3Ghz cpu每秒生成3000000000个时钟。所以它需要每300个时钟周期处理一个数据包。这对于一台通用机器来说相当困难

现在，我不知道您的数据包到达率，也不知道您的平均数据包长度。但是根据你描述的症状，你可能遇到了这个问题

解决方案

将工作转移到您的卡上

现代网络卡，尤其是高吞吐量的网络卡，支持各种有用的卸载，如、和其他。这些方法将一些与网络相关的工作从CPU上移除（如校验和计算、数据包碎片化等），并将其放到网卡上，网卡上装有专用硬件来执行这些工作。查看您的卡支持的卸载。在Linux中，使用名为ethtool的应用程序执行卸载管理。因为我从来没有在windows中玩过卸载，所以我只能指出这个方向，但我不能提供任何基于经验的建议

使用。

中断节流是（某些）网卡及其驱动程序的另一种功能，允许它们限制CPU接收的中断次数，本质上是每隔几个数据包中断核心一次，而不是每数据包中断一次

使用多队列网卡，并设置中断相关性。

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有些网卡有多个（数据包）队列，因此有多条中断线，每个队列一条。它们使用散列函数在队列之间均匀地分割传入流量，以1/8或1/16的线速率创建（通常）8或16个流。每个流都可以使用中断关联绑定到特定的CPU核心，并且由于哈希函数是根据IP和端口号计算的，并且具有确定性，因此每个TCP/IP级别的会话将始终由同一个核心处理。在Linux中，设置亲缘关系需要写入

/proc/irq//smp\u affinity

。在windows中，似乎就是这样

这是一个环境问题，每一个过程似乎都遇到了隐藏在某处的锁。最可能的原因是安全软件，如反恶意软件或防火墙。我在AWS EC2实例上运行Windows Server 2012 R2时遇到了非常类似的问题。切换到Windows Server 2016后，我得到了非常显著的改进。我怀疑，如本文所述，只要从Intel driver 1.0.15.3升级，就可以实现类似的改进