一种报文存储转发方法和电路及设备的制造方法_2

文档序号:9870112阅读:来源:国知局
:Media Access Control,英文简称:MAC),输入报文调度模块(英文全称:Input Packet Scheduler,英文简称:IPS),报文分析模块(英文全称:Packet Analyser,英文简称:PA),重组调度模块(英文全称:Reassembly and Dispatch,英文简称:RD),网络处理器(英文全称:Network Processor,英文简称:NP),报文缓存模块(英文全称:Packet Buffer,英文简称:PB),报文编辑模块(英文全称:Packet Editor,英文简称:PE),输出报文调度模块(英文全称:0utput Packet Scheduler,英文简称:0PS)。以上模块中,通常可以是每个模块用一块集成电路芯片(简称芯片)来实现,有时候也可以是将多个模块集成在一块芯片上。
[0023]存储转发设备执行报文存储转发的过程如下:
[0024]l、MAC从端口接收报文,并发送给IPS。其中,所说的端口例如可以是GE(GigabitEthernet,千兆以太网端口),XGE(万兆以太网端口),40GE(4万兆以太网端口)等以太网端口。MAC和IPS之间可以具有多个逻辑的输入通道,多个输入通道可以和多个以太网端口一一对应。MAC通过端口收到的报文可以通过对应的输入通道发送给IPS。
[0025]2、IPS基于各端口缓存报文并将报文切割成合适长度的一个或多个Cell (数据单元,大小比如是80B或其它大小),其中,报文的第一个Cell称为首Cell,最后一个Cell称为尾Cell。接收到完整Cell的端口参与调度,赢得调度的端口将Cell发送给PA。需要说明的是,同一端口的不同报文的Cell虽然不会交织,但不同端口的Cell之间可能会有交织,因此,在后续的RD模块中需要基于端口对报文进行重组。
[0026]3、PA接收Cell,解析首Cel I并获取该首Cel I所属报文的基本的控制信息(英文全称:Control Informat1n,英文简称:Cl),然后将首Cell和对应的Cl以及其余Cell数据发送给RD。
[0027]4、RD模块对接收的Cell进行重组,所说的重组是指将属于同一个报文的多个Cell组织到一起,并分配Cell在PB的缓存资源然后将Cell数据缓存到PB中,待一个报文的全部Cell都被接收得到完整报文后,该完整的报文的首Cell将被发送给NP进行处理;
[0028]5、NP根据报文的首Cell进行报文处理,该处理一般是指对转发信息的处理,例如,ACL处理,标签交换处理等,应用于不同类型的网络和不同的应用场景,具体的处理操作可能会不同,本文中对于NP执行哪些报文处理操作不予限定。
[0029]6、NP完成转发信息的处理后发送编辑命令和转发命令到PE,PE根据转发命令从PB中获取报文的Cell数据并根据编辑命令对报文进行编辑后发送给0PS。或者,NP也可以发送转发命令到RD,RD从PB中读取报文的Cell数据转发给PE,PE根据NP发送的编辑命令对报文进行编辑后发送给0PS。
[0030]7、0PS将接收的Cel I重组成完整的报文后发送给相应的MAC和端口,MAC通过相应的端口转发给其它设备。
[0031]本发明实施例提供一种低延时的的报文存储转发技术方案,包括报文存储转发方法和报文存储转发电路。
[0032]请参考图2,是本发明实施例的报文存储转发电路的结构示意图,该报文存储转发电路主要包括:相互连接的重组调度模块(RD)10,以及分别与所述RDlO连接的报文缓存模块(PB)40和网络处理器(NP)20;其中,所述重组调度模块10,用于接收报文的数据单元Cell,对接收到的Cell进行重组,并存储到所述报文缓存模块,所述报文的Cell包括首Cell,以及根据所述首Cell获得控制信息,所述控制信息包括所述报文的转发模式;所述重组调度模块10,还用于将接收到的所述报文调度给所述网络处理器20进行处理;所述网络处理器20,用于根据所述报文的转发模式对所述报文进行处理,其中,如果所述报文的转发模式为存储转发,在所述重组调度模块10接收到并已经存储所述报文的全部Cell后,对所述报文进行处理;如果所述报文的转发模式为自适应转发,在所述重组调度模块10接收并存储所述报文的其余Cell的同时,对所述报文进行处理;所述重组调度模块10,还用于在所述网络处理器20处理完毕后,确认已经接收到并已经存储所述报文的全部Cell后,对所述报文进行转发。其中,所述的存储是指将Cell存储到所述报文缓存模块40。可选的,该报文存储转发电路还可以包括报文分析模块(PA)30以及报文编辑模块(PE)50。
[0033]请参考图3,是本发明实施例的报文存储转发方法的基本的流程示意图,该报文存储转发方法主要包括以下步骤:
[0034]310、接收报文的数据单元(Cell)并存储,所述报文的Cell包括首Cell;根据所述首Cell获取控制信息,所述控制信息包括所述报文的转发模式;
[0035]320、根据所述报文的转发模式对所述报文进行处理,其中,如果所述报文的转发模式为存储转发,在接收到并已经存储所述报文的全部Cel I后,对所述报文进行处理;如果所述报文的转发模式为自适应转发,在接收并存储所述报文的其余Cell的同时,对所述报文进行处理;
[0036]330、在处理完毕后,确认已经接收到并已经存储所述报文的全部Cell后,对所述报文进行转发。
[0037]可见,该技术方案设计了一种自适应转发模式,对于该种转发模式的报文,在接收到该报文的首Cell后,即对该报文进行处理,该处理过程与接收报文的其余Cell的过程同时进行,并行处理;相对于传统的存储转发模式中,收到报文的全部Cell后才对报文进行处理的方案,有效的减少了报文的存储转发设备中的停留时间,降低了时延,从而提供了一种低延时的存储转发技术。并且,该方法可以通过为不同类型的报文分配不同的转发模式,有针对性的满足不同业务的报文转发需要。另外,该方法的自适应转发模块类似于传统的存储转发,仍然会对收到的报文的Cell进行存储,一个报文的全部Cell被接收并存储后,且处理完毕后,才进行转发,从而,与传统的存储转发技术类似,可实现不同速率端口之间的交换。可见,本发明实施例方法在保留了传统的存储转发技术的优点的同时,降低了转发时延。
[0038]下面,结合如图2所示的电路的结构示意图(其中的带箭头曲线表示了报文存储转发的处理流程)和如图3所示的方法的流程示意图,对本发明实施例中报文存储转发的具体过程进行详细说明。
[0039]首先,MAC从端口接收报文,并通过输入通道发送给IPS。
[0040]其次,IPS将报文切割成一个或多个Cell,赢得调度的端口将Cell发送给PA。
[0041 ]以上两个步骤与上文所述的步骤I和2相同,这里不再赘述。
[0042] S1、PA接收Cell,通过解析首Cell,获取报文的控制信息(Cl),然后将首Cell和对应的Cl以及其余Cell数据发送给RD。
[0043]其中,PA可以通过对报文的首Cell进行解析来提取特征域,可以根据特征域查分类表例如TCAM(ternary content addressable memory,三态内容寻址存储器)表对报文进行流分类,提取流分类结果,并写入控制信息(Cl),并将Cl随首Cell数据一起发送给RD。
[0044]Cl包括但不限于转发模式(FWD_Mode),输入通道(Input Channel)和报文的优先级(Packet Pr1rity)。其中,可以预先在存储转发设备中配置转发策略,PA可以根据配置的策略和报文的流分类结果来确定报文的转发模式。本文中,该转发模式至少包括两种:一种是存储转发模式,该模式即为传统的存储转发模式,表示收到完整报文后才对报文进行处理及转发;另一种是自适应转发,是本文提出一种新的转发模式,表示收到报文的首Cell后即可开始对报文进行处理,处理完毕并收到完整报文后进行转发。其中,输入通道是指MAC与IPS之间的输入通道,每一个报文的全部Cell都会从同一个输入通道输入。报文的优先级可以是PA根据报文的流分类结果按照策略来确定,也可以从报文中提取,S卩,接收的报文中可能已经包含上游设备写入的优先级。
[0045]每个报文的Cl与其首Cell具有确定的对应关系,例如,可以在Cl中包含报文的序列号或其它标识来表示该Cl属于哪个报文,而该报文的序列号或其它标识也包含在其首Cel I中,从而通过序列号或其它标识来建立对应关系。
[0046]S2、RD从PA接收报文的Cel I和获取对应的Cl数据,并存储报文的Cel I包括首Cel I和首Cel I以外的其余Cel I。
[0047]可选的,RD中可以包括一个完整性检查单元(Reassembly and IntegralityChecker,RIC)101,用于在存储接收到报文的Cell之前,对报文进行完整性检查。
[0048]具体实现中,RD可以基于端口重组报文,为接收的Cell分配在PB中的缓存,可以将来自同一个端口或者说输入通道的Cell保存在同一个缓存区间,且同一个报文的Cell被连续保存。RD中可以包括入口资源管理单元(Ingress Resources Manager,IRM) 102,用来实现上述的将Cell缓存到存储转发电路中的报文缓存模块(PB)的操作,PB可用于存储已接收到的所述报文的Ce 11包括首Ce 11和其余Ce 11。
[0049]一些实施例中,RD中的IRM可以将已接收到的所述报文的一个或多个Cell使用链表链接在一起,记录所述报文的首Ce 11的地址作为链头地址;IRM还可以在将接收到的Ce 11数据写入PB后,以所述报文的首Cell的地址为索引记录或更新所述报文的接收状态(Status Table
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