一种基于数据处理器的路由加速方法、系统及装置与流程

本发明涉及数据路由，尤其涉及一种基于数据处理器的路由加速方法、系统及装置。

背景技术：

1、路由协议是计算机网络中用于在不同网络节点之间交换路由信息的协议。路由协议的主要目的是帮助网络中的路由器了解不同目的地的路由信息，并根据这些信息决定最佳的路由路径，实现网络中不同节点之间的数据通信。

2、传统路由方法中，主机端发送和接收路由协议数据会导致较高的计算开销，增加路由更新延迟，从而降低系统性能和效率。这种形式在低延迟和高可靠性要求的高流量场景中存在明显缺点，对大型网络和用户体验造成负面影响。传统路由协议只在主机侧使用的场景还存在一系列问题，例如缓慢的路由切换和链路故障恢复时间较长，导致数据包丢失和服务中断，以及路由同步可能存在延迟。

3、因此，在大型网络和对时延要求较高的场景中，在主机侧使用传统路由协议无法满足云计算和人工智能等应用对高性能、低延迟的需求，亟需一种路由加速处理方法及装置。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明实施例提供了一种基于数据处理器的路由加速方法、系统及装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决传统路由方案中在主机侧执行路由计算和数据收发导致的计算开销大、延迟高以及降低系统性能的问题。

2、一方面，本发明提供一种基于数据处理器的路由加速方法，所述方法用于在预设的主机上执行，所述主机部署一个或多个数据处理器，在该方法包括以下步骤：

3、由所述主机基于sr-iov(single root i/o virtualization)将目标物理网卡配置为多个虚拟功能单元，以虚拟化所述目标物理网卡的硬件功能，每个所述虚拟功能单元配置一个虚拟网络接口；

4、为每个所述虚拟功能单元分配独立的第一物理地址和pcie地址，以及为每个虚拟网络接口配置网络参数；

5、将每个虚拟功能单元通过相应的所述虚拟网络接口匹配至一个所述数据处理器，以及将各虚拟功能单元的所述虚拟网络接口分配至多个服务，所述多个服务中的每个服务在所述主机装载的一个或多个虚拟机上运行；

6、由各虚拟功能单元将各自的路由协议配置信息、路由协议配置引擎和路由表卸载至对应的数据处理器上，对于每个服务产生的待转发数据，由运行该服务的虚拟机下发至对应的数据处理器执行路由计算并进行转发。

7、在一些实施例中，所述虚拟功能单元按照设定数量设置，每个虚拟功能单元按照预设比例或平均分配所述目标物理网卡的带宽。

8、在一些实施例中，所为每个虚拟网络接口配置网络参数中，所述网络参数至少包括：ip地址、子网掩码、默认网关、第二物理地址以及dns服务器地址。

9、在一些实施例中，所述第一物理地址和所述pcie地址是采用预定义形式生成或动态生成。

10、在一些实施例中，由运行该服务的虚拟机下发至对应的数据处理器执行路由计算并进行转发，包括：

11、由所述数据处理器解析所述路由协议配置信息，以得到网络拓扑、链路状态和路由策略；

12、由所述数据处理器利用所述路由协议配置引擎执行对所述待转发数据的路由计算，并将计算得到的最短路径按照转发的起始节点和目标节点记录在所述路由表中。

13、在一些实施例中，由所述数据处理器利用所述路由协议配置引擎执行对所述待转发数据的路由计算，包括：

14、根据所述路由协议配置信息初始化网络拓扑，创建一个空的路由表，用于记录节点间的最短路径；

15、查询所述化网络拓扑，获取目标起始节点和目标终结点之间能够到达的多条路径，将各路由路径分别派发至多个数据处理器，并按照设定算法计算各路由路径的分值；

16、每个数据处理器在被派发的路径中选取分值最低的局部最短路径后，各数据处理器在所有所述局部最短路径中筛选出全局最短路径；

17、将所述全局最短路径作为所述目标起始节点和所述目标终结点之间的最短路径记录在所述路由表中。

18、在一些实施例中，按照设定算法计算各路由路径的分值，包括：

19、构建带权重的有向图，所述有向图的节点为路由节点，所述有向图的边表示各路由节点的连接关系，其中1表示连通，0表述不连通；所述权重用于标记边的距离；

20、所述分值为所述路由路径上所有经行边加权求和的值。

21、在一些实施例中，由运行该服务的虚拟机下发至对应的数据处理器执行路由计算并进行转发，包括：

22、各所述数据处理器采用迪杰斯特拉算法或弗洛伊德算法计算最短路由路径，并按照所述最短路由路径发送所述待转发数据。

23、另一方面，本发明还提供一种基于数据处理器的路由加速系统，其特征在于，包括：多台主机构成的通信网络，每台主机装载一个或多个数据处理器；所述主机和各数据处理器用于执行上述基于数据处理器的路由加速方法。

24、另一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

25、本发明的有益效果至少是：

26、本发明所述基于数据处理器的路由加速方法、系统及装置，在对目标物理网卡的功能进行虚拟化，通过将主机端的路由数据以及路由计算任务下沉到数据处理器dpu上，利用数据处理器的高速高效处理能力并行计算，降低主机负载，释放计算资源，提高性能和可用性，避免了数据包传输到主机端处理的延迟。同时基于sr-iov对目标物理网卡配置虚拟功能单元和虚拟网络接口，避免使用主机端网卡口，减少了数据转发的延迟，实现路由协议同步加速。

27、本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

28、本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

技术特征：

1.一种基于数据处理器的路由加速方法，其特征在于，所述方法应用于主机，所述主机部署一个或多个数据处理器，在该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于数据处理器的路由加速方法，其特征在于，所述虚拟功能单元按照设定数量设置，每个虚拟功能单元按照预设比例或平均分配所述目标物理网卡的带宽。

3.根据权利要求1所述的基于数据处理器的路由加速方法，其特征在于，为每个虚拟网络接口配置网络参数中，所述网络参数至少包括：ip地址、子网掩码、默认网关、第二物理地址以及dns服务器地址。

4.根据权利要求1所述的基于数据处理器的路由加速方法，其特征在于，所述第一物理地址和所述pcie地址是采用预定义形式生成或动态生成。

5.根据权利要求1所述的基于数据处理器的路由加速方法，其特征在于，由运行该服务的虚拟机下发至对应的数据处理器执行路由计算并进行转发，包括：

6.根据权利要求5所述的基于数据处理器的路由加速方法，其特征在于，由所述数据处理器利用所述路由协议配置引擎执行对所述待转发数据的路由计算，包括：

7.根据权利要求6所述的基于数据处理器的路由加速方法，其特征在于，按照设定算法计算各路由路径的分值，包括：

8.根据权利要求1所述的基于数据处理器的路由加速方法，其特征在于，由运行该服务的虚拟机下发至对应的数据处理器执行路由计算并进行转发，包括：

9.一种基于数据处理器的路由加速系统，其特征在于，包括：多台主机构成的通信网络，每台主机装载一个或多个数据处理器；所述主机和各数据处理器用于执行如权利要求1至8任意一项所述基于数据处理器的路由加速方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种基于数据处理器的路由加速方法、系统及装置，在对目标物理网卡的功能进行虚拟化，通过将主机端的路由数据以及路由计算任务下沉到数据处理器DPU上，利用数据处理器的高速高效处理能力并行计算，降低主机负载，释放计算资源，提高性能和可用性，避免了数据包传输到主机端处理的延迟。同时基于SR‑IOV对目标物理网卡配置虚拟功能单元和虚拟网络接口，避免使用主机端网卡口，减少了数据转发的延迟，实现路由协议同步加速。

技术研发人员：黄云鹏,荆慧,黄明亮,鄢贵海
受保护的技术使用者：中科驭数（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15