基于通用处理器和网络处理器的网络应用系统及实现方法

专利名称：基于通用处理器和网络处理器的网络应用系统及实现方法
基于通用处理器和网络处理器的网络应用系统及实现方法技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于通用处理器和网络处理器的 网络应用系统及实现方法。
背景技术：
随着计算机技术和软件技术的发展，通用处理器的计算速度越来越快、运算能力 也越来越强大，应用的领域也越来越广泛，基于通用处理器的软件系统目前已经在各行各 业发挥了巨大的作用。当前，在业内应用最为广泛的是CISC体系的X86系列处理器，RISC 体系的SUN SPRAC/IBM Power系列处理器和EPIC体系的安腾系列处理器，毫无例外，所有 这些处理器均是面向日益强大的计算需求和复杂逻辑处理需求而不断发展和改进的。目 前多核通用处理器已经非常普遍，通用处理器的发展使得单节点的计算和处理能力大大提 升，能够承载的应用也越来越庞大和复杂。
根据国际网络处理器会议(Network Processors Conference)的定义网络处理 器是一种可编程器件，应用于通信领域的各种任务，比如包处理、协议分析、路由查找、声音 /数据的汇聚、防火墙、QoS(Quality of krvice，服务质量)等。网络处理器是随着计算机 通信和网络技术的发展，为了解决日益提升的网络路由技术的需求，从基于通用处理器的 计算机体系网络路由开始，历经基于ASIC(Application Specific Integrated Circuits, 专用集成电路)、RISC (Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机)的体系 结构等5代技术演变发展而来。目前市场上主流网络设备厂商的高速网络设备，均已经内 置了网络处理器，并且网络处理器在当前和未来超10G的网络交换设备技术中处于核心地 位。
基于网络处理器的强大功能，网络处理器可以被用于实现从边缘网络至核心网络 的一系列应用，如WAN(Wide Area Network,广域网)/MAN(Metropolitan Area Network, 城域网)边缘路由器；多业务接入平台支持IP、ATM (Asynchronous Transfer Mode，异 步传输模式)和MPLS(Multi-ProtocolLabel Switching，多协议标记交换)；企业网骨干 交换机；DSLAM(DigitalSubscriber Line Access Multiplexer，数字用户线接入复用器) 和其他宽度应用设备，如3G(3rd-Generati0n，第三代移动通信)无线基站、CMTS (Cable modemtermination system Cable modem, ^mMM ) ；VPN (Virtual Private Network, J^ 拟专用网络)网管/路由器；防火墙和安全路由器；IP Gbit/Tbit路由器；IPv6路由器。目 前，网络处理器已经在部分性能测试仪表中采用，能够提供有限的编辑和服务能力。
随着计算机工业的迅速发展，虽然通用服务器的单机处理能力越来越强大，但在 超大规模和容量的网络应用系统中，面对超大流量和超高速率的网络吞吐时，由于处理机 的工作方式和操作系统的资源限制，往往使网络成为限制单机系统能力提升的一大瓶颈。 操作系统最大65536的端口资源，以及系统保留端口的存在，限制了系统的最大网络连接 数，且每一个网络连接都要占用一个系统文件句柄资源，这些都使得网络的吞吐能力都成 为瓶颈。虽然网络请求的处理操作简单，但都要占用单独的CPU(Center Processor Unit,中央处理单元)时间片，且网络请求发生频繁，消耗系统大量资源，成为影响系统处理能力 提升的主要瓶颈。正是这种处理机制的存在，使得当服务器的计算能力达到一定规模后，系 统的实际处理能力却不再增加，反而因网络处理开销，导致处理能力下降。特别是基于同步 事务请求的网络应用系统中，网络往往是导致系统达到实际最大处理能力的最重要的原因之一。
目前基于通用处理器的网络系统与软件架构非常丰富，相关技术日益成熟，如图1 所示，为现有网络应用系统结构。但现代网络应用系统中，绝大部分的计算和处理需求均依 赖于实时的网络数据交换。在当前的技术发展中，业内主要采用利用网络设备的方式增强 计算机交换能力。
现有的网络应用系统的网络层通常是通过通用计算机(通用处理器)的网卡设备 实现网络请求和响应的处理。如图2所示，目前通用计算机中的网卡通常仅能完成1 4层 的网络处理，5 7层则由通用计算机的操作系统完成，即要通过系统核心由CPU处理。由 于通用处理器的设计原理在高吞吐量、高并发的网络环境下，处理大量的网络数据包时却 不堪重负，从而导致网络延时增加、系统业务处理能力下降等各种情况。并且，网络设备也 是操作系统管理的一种资源，而操作系统本身对同时管理和调度资源的数量是有限制的， 如图3所示，每接收一个网络请求调用时都会有一个相应的网络业务处理，当超过和达到 某一临界点时，处理能力就会明显下降。例如，操作系统每响应一个网络请求都会请求并占 有一个文件句柄，而系统的总文件句柄数是有限的，达到限制就只能等待，这就限制了系统 的最大并发连接数。
在大容量和高性能网络应用系统主要有如下三种方案
第一种是采用异步通信方式，通过设定多级缓冲队列的策略，来提高单机网络交 换的吞吐量，进而发挥单机的最大处理能力。目前的网络应用系统中的，多级缓冲队列策略 通常包括以下几个部分，1)优化TCP滑动窗口机制，通过增大滑动窗口的尺寸来增大TCP包 的缓冲区，使得可以连续接收更多的包。i)在内存中开辟缓冲队列，缓冲处理过的网络请 求，当容量达到一定程度时，采用文件缓冲方式，采用异步的方式，将请求转发给业务处理 层。；3)在各级业务处理引擎中的各个环节，均根据情况设置缓冲队列，采用异步的处理方 式。
然而，该方式使得网络接口的程序开发复杂，同时降低了系统的可靠性，当任何一 台设备出现问题时，缓冲队列中的数据将会被丢弃。如果采用多级缓中区备份和热切换技 术，则技术更加复杂，并且仍不能避免数据丢失问题。并且，同步事务请求的系统采用此方 法并不能明显改善性能。
第二种是通过网络负载均衡设备的方式，在不对系统的实现机制做改造的情况 下，将业务处理能力分散在多个业务处理服务器上。目前基于HTTP (HyperText Transfer I^otocol，超文本传输协议)的同步事务请求的业务平台往往采用这种方式等。
然而，该方式虽然利用了网络负载均衡设备的能力，不会带来系统开发的复杂度， 但单机的处理能力瓶颈问题仍然没有解决，多机导致系统的造价、维护和管理成本提升，且 设备利用率低、能耗较高。
第三种是结合以上两种方案的优点，同时采用上述两种方案。目前大量的移动业 务平台的实现机制都包含基于此方案。
该方案虽然拥有前两种方案的优点，但也继承了其所有的缺点。
另外，以上三种方案均需要额外架设网络防火墙等外围网络设备，来保证系统的 安全性，组网方案较为复杂。发明内容
本发明实施例提供了一种基于通用处理器和网络处理器的网络应用系统及实现 方法，能够最大限度提高挖掘系统计算资源的处理能力。
本发明实施例提供了一种基于通用处理器和网络处理器的网络应用系统，包括
网络处理层，用于处理所有与网络1 7层相关的事务；
数据中转层，与所述网络处理层连接，用于分别提供直接与所述网络处理层和计 算机系统处理层进行总线级互联的I/O数据接口，实现并发存取调度，并完成网络处理层 与计算机系统处理层之间的双向数据映射和转换；
计算机系统处理层，与所述数据中转层连接，用于将连接在系统总线上的高速I/ 0通道设备，在操作系统层映射为一个带缓冲区的高速输入输出设备，负责对所述设备进行管理。
所述网络处理层，具体用于接收来自网络的各种数据帧，将其转换为数据流发送 至所述数据中转层，并处理来自所述数据中转层的数据流，将其转换为数据帧发送至网络。
所述网络处理层，具体用于接收来自网络的各种数据帧，并对数据帧进行缓冲，保 持各种网络链路；对缓冲区的数据帧进行网络传输协议的全处理，输出数据流，将网络交互 的数据帧转化为数据流，将所述数据流提交至所述数据中转层的高速缓存中。
所述网络处理层，具体用于通过高速I/O通道从数据中转层的高速缓存中获取 待处理的数据流，将所述数据流转化为数据帧，将所述数据帧发向网络目的地址。
所述数据中转层，具体包括
网络处理层侧接口，用于提供多个直接与网络处理层设备进行总线级互联的高速 I/O数据接口 ；
核心数据缓存及转储模块，与所述网络处理层侧接口连接，用于采用共享内存和 共享磁盘管理技术实现并发存取调度；并提供大容量的高速数据缓存，并能完成基于NP架 构的网络处理层与基于通用处理器的计算机系统处理层之间的双向数据映射和转换；
通用计算机系统处理层侧接口，与所述核心数据缓存及转储模块连接，用于提供 多个可直接与通用计算机系统处理层设备进行总线级互联的高速I/O数据接口。
本发明提供了一种基于通用处理器和网络处理器的网络应用系统的实现方法，包 括以下步骤
网络处理层用于接收来自网络的各种数据帧，将其转换为数据流发送至所述数据 中转层；
处理来自所述数据中转层的数据流，将其转换为数据帧发送至网络。
所述接收来自网络的各种数据帧，将其转换为数据流发送至所述数据中转层，具 体包括
接收来自网络的各种数据帧，并对数据帧进行缓冲，保持各种网络链路；
对缓冲区的数据帧进行网络传输协议的全处理，输出数据流，将网络交互的数据帧转化为数据流；
将所述数据流提交至所述数据中转层的高速缓存中。
所述处理来自所述数据中转层的数据流，将其转换为数据帧发送至网络，具体包 括
通过高速I/O通道从数据中转层的高速缓存中获取待处理的数据流，将所述数据 流转化为数据帧，将所述数据帧发向网络目的地址。
所述将其转换为数据流发送至所述数据中转层，之后还包括
采用共享内存和共享磁盘管理技术实现并发存取调度；提供大容量的高速数据缓 存，并完成基于NP架构的网络处理层与基于通用处理器的计算机系统处理层之间的双向 数据映射和转换。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点
本发明实施例中，能够最大限度提高挖掘系统计算资源的处理能力；能够解决在 超大规模、容量和超高速率的网络应用系统中，虽然计算资源丰富且空闲较多但网络处理 存在的瓶颈的问题；能够降低组网结构的复杂度；在不使用网络防火墙等外围设备的情况 下能提供更高的安全性。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中基于通用处理器的网络应用系统结构图2是现有技术中网络应用系统的网络层通过通用计算机实现示意图3是现有技术中网络请求调用与网络业务处理示意图4是本发明实施例中一种基于通用处理器和网络处理器的网络应用系统结构 图5是本发明实施例中由NP架构的设备响应和处理示意图6是本发明实施例中通用处理器架构处理方式的变化示意图7是本发明实施例中一种基于通用处理器和网络处理器的网络应用系统的实 现方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。
本发明实施例提供了一种软硬件相结合的网络应用系统及软件架构设计，在系统 组成结构、网络层的处理方式和软件架构三方面不同于现有的网络应用系统结构和软件架 构。本发明实施例的系统组成结构不再是一台单纯的计算机系统，而是三层处理结构的物7理模型，即网络处理层、数据中转层和通用计算机系统处理层。此三层处理均采用了不同的 硬件处理结构，其中网络处理层应用了网络处理器(Network Processor, NP)相关技术，数 据中转层应用了总线级高速I/O anput/Output，输入/输出)设备通道技术，通用计算机系 统处理层应用通用处理器技术。本发明实施例中的系统组成结构是以通用处理器、网络处 理器和高速I/O控制器的有机结合为核心的，通过体系化的规划和架构的设计，以充分发 挥和利用其特点和优势，从而达到实现更大容量、更高效率和更高安全性的能力。
本发明实施例提供了一种基于通用处理器和网络处理器的网络应用系统，该三层 结构物理模型的各部分可以扩展为多机，本实施例中以计算机系统处理层为双机，根据网 络处理器处理能力，一台网络处理器可以满足多台计算机系统的网络需求。该网络应用系 统如图4所示，包括网络处理层410、数据中转层420和基于通用处理器的计算机系统处 理层430。
其中，网络处理层410，是基于网络处理器的物理处理层，用于处理所有与网络 1 7层相关的事务，与数据中转层420保持高速的数据I/O交换。网络处理层主要完成以 下处理任务
1，接收并处理来自网络的各种数据帧
a)接收来自网络的各种数据帧，并对数据帧进行缓冲，保持各种网络链路，与当前 计算机系统中的网卡功能基本相同；
b)对缓冲区的数据帧进行网络传输协议的全处理，输出数据流，将网络交互的数 据帧转化为数据流。与目前计算机系统中的由网卡和操作系统层共同完成的处理过程相 同。
c)将数据流提交至数据中转层的高速缓存中。
2，处理数据流，将其转换为数据帧发送至网络
a)通过高速I/O通道从数据中转层的高速缓存中获取待处理的数据。
b)根据数据内容和网络处理规则，由网络处理器(根据设计不同，可能由协处理 器或通用处理器的配合下)将数据流转化为网络数据帧。转换方式，与计算机系统的网卡 功能相同。
c)将网络请求包高速发向网络目的地址。
数据中转层420，是一个支持多节点并发的高速双向数据缓冲池，提供直接与所述 网络处理层和计算机系统处理层进行总线级互联的I/O数据接口，实现并发存取调度；并 完成网络处理层与计算机系统处理层之间的双向数据映射和转换。具体包括
网络处理层侧接口 421，数据中转层提供多个可直接与网络处理层设备进行总线 级互联的高速I/O数据接口，可以视作网络处理层设备的高速外部设备，可与多个网络处 理层设备互联。数据中转层能够提供多个网络处理层设备之间的并发存取调度机制。
通用计算机系统处理层侧接口 422，提供多个可直接与通用计算机系统处理层设 备进行总线级互联的高速I/O数据接口，可以视作通用计算机系统处理层设备的高速外部 设备，可与多个通用计算机系统处理层设备互联。
核心数据缓存及转储模块423，与网络处理层侧接口 421和通用计算机系统处理 层侧接口 422连接，提供多个通用计算机系统处理层设备之间的并发存取调度机制。其中， 数据中转层与网络处理层和计算机系统处理层的并发存取调度机制，可以采用目前计算机系统中广泛采用的共享内存和共享磁盘管理技术，也可以支持新型机制。
并提供大容量的高速数据缓存，并能完成基于NP架构的网络处理层与基于通用 处理器的计算机系统处理层之间的双向数据映射和转换，即数据流从计算机系统处理层 (网络处理层)接口流出，进入数据中转层缓冲，由网络处理层(计算机系统处理层)将数 据流取出。因网络处理层和计算机系统处理层的体系架构不同，数据中转层则分别提供同 时支持两端的接口，以消除体系架构上的异构。
基于通用处理器的计算机系统处理层430，是针对目前主流体系结构的扩充，即增 加一个接驳在系统总线级的高速I/O接口，与数据中转层设备互联互通。具体包括数据中 转层接口为接驳在系统总线上的高速I/O通道设备，在操作系统层映射为一个带缓冲区的 高速输入输出设备，负责对系统设备的管理，类似光纤存储。计算机系统处理层的软件不再 需要通过操作系统与网络设备进行交互，也不需要涉及网络开发的相关技术，仅需对网络 1 7层之上的数据流进行输入输出处理即可。
本发明实施例中，对现有的网络应用系统的网络层处理方式进行了改进，即网络 层处理完全由基于网络处理器(NP)的设备完成。
本发明实施例中网络处理器是专门为1 7层的网络处理而设计的，目前的高端 路由器、交换机、防火墙和负载均衡器均应用了网络处理器，特别是在超IOG的网络设备 中，均基于网络处理器。随着网络处理器的不断发展，目前NP已经提供较强的可编程能力， 提供较多的网络处理规则。在本发明实施例中，使用网络处理器作为网络层的核心，即使 用NP架构的设备替代传统通用处理器架构中的1 4层(网卡)和5 7层(操作系统， CPU)的处理工作，如图5所示。也就是说所有的网络请求，由NP架构的设备响应和处理，处 理的结果将直接转换为标准数据流，通过数据中转层，传递给通用计算机系统，由业务软件 完成后续处理。所有需要发送到外部网络的请求，由通用计算机系统转换为标准数据流，通 过数据中转层，传递给NP架构的设备，进行1 7层的包处理并转发到外部网络。
在本发明实施例中给出了一种面向数据的网络应用系统的软件架构。在该架构 中，网络应用系统中部署在基于通用处理器的计算机系统中的软件不再处理任何网络请 求，不发生任何和网络设备的交换，而仅仅是面向数据的处理。即在本发明实施例中，所有 网络请求均需经过网络处理层进行处理，网络应用系统中部署在基于通用处理器的计算机 系统中的软件仅需从内存或高速I/O设备中读取标准格式的数据流，并完成业务逻辑的处 理。若网络应用系统中部署在基于通用处理器的计算机系统中的软件需要向外部网络发送 数据，则仅将需要发送的数据转换为标准化数据流，通过数据中转层，交由网络处理层组包 后发送至外部网络。通用处理器架构处理方式的变化如图6所示。
本发明提供了一种基于通用处理器和网络处理器的网络应用系统的实现方法，如 图7所示，包括以下步骤
步骤701，网络处理层接收来自网络的各种请求，对网络数据进行7层协议的全处 理，将网络交互的请求进行处理后转化为数据流，提交至所述数据中转层的高速缓存；
步骤702，所述数据中转层实现并发存取调度，并将来自所述网络处理层的数据流 进行映射和转换后，发送给计算机系统处理层进行管理。
步骤703，所述数据中转层接收所述计算机系统处理层的数据流，进行反向映射和 转换后，发送给网络处理层。
步骤704，所述网络处理层根据数据内容和网络处理规则将数据流转化为网络请 求包，将网络请求包高速发向网络目的地址。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点
一、网络交换能力大幅度提升。现有的采用网卡设备的计算机系统中，主流网络速 率在1000Mbps左右，带宽基本能满足需求，但由于操作系统的限制，无论CPU等计算资源如 何增加，最大仅能处理几千个网络连接。而采用本发明实施例，网络速率可以提升到10(ibpS 以上，网络连接可以提升到几十万到上百万的级别。
二、网络请求处理速度大幅度提升。现有的采用网卡设备的计算机系统中，1 4 层网络请求通常由网卡完成，5 7层则由操作系统进行软件处理，在高并发和大流量的情 况下，与业务处理软件轮流抢占CPU时间片，使得业务处理延时较多，响应较慢。采用本发 明实施例，1 7层均有专用网络处理器完成，可以大幅度提高处理速度，通用处理器仅用 作业务处理，效率更高。并且，目前高速总线级I/O数据交换的效率，远远高于网络数据交 换，由此产生的延时可以忽略不计。
三、单机处理能力的潜力得到释放。现有技术方案中，由于网络请求的处理和 业务处理均在单机内由操作系统调度完成，分时抢占CPU时间片。在网络繁忙的情况 下，CPU使用率不高，但业务的处理能力受到影响，甚至在过于频繁的网络请求下，例如 DDOS (Distribution Denial of service，分布式拒绝服务攻击)网络攻击情况下，系统的 网络部分失效，直至系统瘫痪。而本发明实施例使得计算机系统处理层可以不再处理网络 请求，而仅面向通用处理器效率更高、更擅长的能力，即计算处理业务数据流，因而可以大 幅度提高单机处理能力。另外，计算机系统处理层的工作方式也由以前的网络推送，被动进 行内部缓冲处理的方式，改变为计算机系统处理层主动从数据中转层锁定并抓取数据进行 处理，也使得计算机系统处理层在保证系统可靠性的同时，可以充分发挥单机处理的潜力。
四、网络应用系统的网络接口层开发技术难度降低。在发明实施例中，计算机系统 处理层不再需要进行复杂的网络接口软件的设计和开发，而仅需专注处理网络应用系统的 业务处理，和在网络7层协议之上的业务协议，从而大大降低了技术开发的难度。
五、系统的网络和数据可靠性得到提高。在本发明实施例中所有的对外部网络的 交互都由基于网络处理器完成，而基于网络处理器本身比网卡具有更高可靠性的设备，因 此可以提供网络的可靠性。系统与外部网络的交互通过网络处理层之后，转换为标准数据 流，通过数据中转层，完成与计算机系统处理层的交互。而数据中转层为高速缓冲系统，可 以提供更高级别的数据冗余、校验和同步映射，从而提高数据中转层的数据的可靠性。并且 由于计算机系统处理层不再建立单独的数据缓冲队列，而是可以采用锁的方式操作数据中 转层的高速缓冲区，目前锁的方式可以采用计算机系统中的各种共享内存和共享磁盘的管 理技术，从而使得系统宕机等事故时，不会导致数据丢失，可以方便的被其他服务器接管， 从而提高数据的整体可靠性。
六、系统安全性提升，由于通用计算机系统层本身不与外部网络有任何链接存在， 也就是说，任何来自外部的网络请求均不可能与通用计算机系统层产生交互。在不架设任 何外部防火墙的情况下，任何利用操作系统网络漏洞，甚至在已知操作系统账户密码的情 况下，均无法对本发明实施例中的系统进行攻击和数据的破坏窃取。通用计算机系统层的 业务软件仅通过I/O通道，读取并处理经过加工的异步数据流，并将处理后的数据流输出10至I/O通道。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例 可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理 解，本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一 个非易失性存储介质(可以是⑶-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台 计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的 方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流 程并不一定是实施本发明实施例所必须的。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分 布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上 述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任 何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明实施例的保护范围。
权利要求
1.一种基于通用处理器和网络处理器的网络应用系统，其特征在于，包括网络处理层，用于处理所有与网络1 7层相关的事务；数据中转层，与所述网络处理层连接，用于分别提供直接与所述网络处理层和计算机 系统处理层进行总线级互联的I/O数据接口，实现并发存取调度，并完成网络处理层与计 算机系统处理层之间的双向数据映射和转换；计算机系统处理层，与所述数据中转层连接，用于将连接在系统总线上的高速I/O通 道设备，在操作系统层映射为一个带缓冲区的高速输入输出设备，负责对所述设备进行管 理。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网络处理层，具体用于接收来自网络的 各种数据帧，将其转换为数据流发送至所述数据中转层，并处理来自所述数据中转层的数 据流，将其转换为数据帧发送至网络。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述网络处理层，具体用于接收来自网络的 各种数据帧，并对数据帧进行缓冲，保持各种网络链路；对缓冲区的数据帧进行网络传输协 议的全处理，输出数据流，将网络交互的数据帧转化为数据流，将所述数据流提交至所述数 据中转层的高速缓存中。
4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述网络处理层，具体用于通过高速I/O 通道从数据中转层的高速缓存中获取待处理的数据流，将所述数据流转化为数据帧，将所 述数据帧发向网络目的地址。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据中转层，具体包括网络处理层侧接口，用于提供多个直接与网络处理层设备进行总线级互联的高速I/O 数据接口 ；核心数据缓存及转储模块，与所述网络处理层侧接口连接，用于采用共享内存和共享 磁盘管理技术实现并发存取调度；并提供大容量的高速数据缓存，并能完成基于NP架构的 网络处理层与基于通用处理器的计算机系统处理层之间的双向数据映射和转换；通用计算机系统处理层侧接口，与所述核心数据缓存及转储模块连接，用于提供多个 可直接与通用计算机系统处理层设备进行总线级互联的高速I/O数据接口。
6.一种基于通用处理器和网络处理器的网络应用系统的实现方法，其特征在于，包括 以下步骤网络处理层用于接收来自网络的各种数据帧，将其转换为数据流发送至所述数据中转层；处理来自所述数据中转层的数据流，将其转换为数据帧发送至网络。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接收来自网络的各种数据帧，将其转换 为数据流发送至所述数据中转层，具体包括接收来自网络的各种数据帧，并对数据帧进行缓冲，保持各种网络链路；对缓冲区的数据帧进行网络传输协议的全处理，输出数据流，将网络交互的数据帧转 化为数据流；将所述数据流提交至所述数据中转层的高速缓存中。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述处理来自所述数据中转层的数据流，将 其转换为数据帧发送至网络，具体包括通过高速I/O通道从数据中转层的高速缓存中获取待处理的数据流，将所述数据流转 化为数据帧，将所述数据帧发向网络目的地址。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将其转换为数据流发送至所述数据中 转层，之后还包括采用共享内存和共享磁盘管理技术实现并发存取调度；提供大容量的高速数据缓存， 完成基于NP架构的网络处理层与基于通用处理器的计算机系统处理层之间的双向数据映 射和转换。
全文摘要
本发明实施例公开了一种基于通用处理器和网络处理器的网络应用系统，网络处理层，用于处理所有与网络1～7层相关的事务；数据中转层，与所述网络处理层连接，用于分别提供直接与所述网络处理层和计算机系统处理层进行总线级互联的I/O数据接口，实现并发存取调度，并完成网络处理层与计算机系统处理层之间的双向数据映射和转换；计算机系统处理层，与所述数据中转层连接，用于将连接在系统总线上的高速I/O通道设备，在操作系统层映射为一个带缓冲区的高速输入输出设备，负责对所述设备进行管理。本发明实施例中，能够最大限度提高挖掘系统计算资源的处理能力。
文档编号H04L12/56GK102035717SQ200910093309
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月27日 优先权日2009年9月27日
发明者刘钧毅, 王思源, 种璟 申请人:中国移动通信集团公司