專利名稱：網(wǎng)絡(luò)處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種用于寬帶互聯(lián)網(wǎng)裝置的網(wǎng)絡(luò)處理器，特別是有關(guān)于一種具有網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(Network Address Translation, NAT)引擎(即包加速器)的網(wǎng)絡(luò)處理器，可于不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間加速包處理，以減少耗電并保留運(yùn)算資源以用于其它網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。
背景技術(shù)：
隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，許多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序隨之而出現(xiàn)。因此，寬帶網(wǎng)關(guān)必須進(jìn)行不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多種包處理，如以太網(wǎng)、各種數(shù)字用戶線路(DigitalSubscriber Line,xDSL)、異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode, ATM)、無線局域網(wǎng)(Wireless LocalAreaNetwork, WLAN)、3G/3.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(3G / 3.5G)，以及各種應(yīng)用程序協(xié)議，如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電話(Voice over InternetProtocol, VoIP)、數(shù)字生活網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟(Digital LivingNetwork Alliance, DLNA)、開放服務(wù)網(wǎng)關(guān)技術(shù)(Open Service Gateway Initiative, OSGi)
坐寸ο在此情況下，寬帶網(wǎng)關(guān)中的網(wǎng)絡(luò)處理器必須針對(duì)這些需求提升效能。一種提升網(wǎng)絡(luò)處理器效能的直觀的方式是提高中央處理器(Central ProcessingUnit, CPU)的操作頻率，然而此方式將造成耗電大幅增加。此外，盡管使用規(guī)格較好的中央處理器，由于上述包處理及應(yīng)用程序造成更多運(yùn)算資源的需求，改善比率依然無法令人滿意。再者，現(xiàn)有的包卸載(offload)引擎僅考慮單一網(wǎng)絡(luò)接口而無法考慮各種不同的網(wǎng)絡(luò)接口。因此，現(xiàn)有的技術(shù)實(shí)有改善的必要。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種具有網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎的網(wǎng)絡(luò)處理器，可加速不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間的包處理，以減少耗電并保留運(yùn)算資源以用于其它網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，提供一種用于寬帶網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)處理器。該網(wǎng)絡(luò)處理器包含有主處理器；多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；以及網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎，用來加速從第一網(wǎng)絡(luò)接口至第二網(wǎng)絡(luò)接口的包處理。在參閱隨后的通過附圖解釋說明的優(yōu)選具體實(shí)施方式
的詳盡描述后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員便可了解本發(fā)明的上述或者其他發(fā)明目的。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式的網(wǎng)絡(luò)處理器的示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎關(guān)閉時(shí)，數(shù)據(jù)路徑的示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎加速從通過以太網(wǎng)接口的局域網(wǎng)領(lǐng)域至通過以太網(wǎng)接口的另一個(gè)局域網(wǎng)領(lǐng)域的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑的示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎加速從通過異步傳輸模式分割與重組接口的寬帶互聯(lián)網(wǎng)至通過以太網(wǎng)接口的局域網(wǎng)領(lǐng)域的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑的示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎加速從通過以太網(wǎng)接口的局域網(wǎng)領(lǐng)域至通過異步傳輸模式分割與重組接口的寬帶互聯(lián)網(wǎng)的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑的示意圖。圖6 圖7為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎加速分別從通過以太網(wǎng)接口的局域網(wǎng)領(lǐng)域至通過通用串行總線主機(jī)接口的3G/3.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，以及從通過通用串行總線主機(jī)接口的3G/3.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)至通過以太網(wǎng)接口的局域網(wǎng)領(lǐng)域的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑的示意圖。圖8為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎加速從通過異步傳輸模式分割與重組接口的寬帶互聯(lián)網(wǎng)至通過PCIe接口的無線局域網(wǎng)的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑的示意圖。圖9為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎加速從通過PCIe接口的無線局域網(wǎng)至通過異步傳輸模式分割與重組接口的寬帶互聯(lián)網(wǎng)的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑的示意圖。圖10為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎加速從通過以太網(wǎng)接口的局域網(wǎng)領(lǐng)域至通過以太網(wǎng)接口的另一個(gè)局域網(wǎng)領(lǐng)域的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑以及密碼引擎進(jìn)行加密處理的示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式的網(wǎng)絡(luò)處理器10的示意圖。網(wǎng)絡(luò)處理器10包含有主處理器102、低延遲直接存儲(chǔ)器存取(Direct MemoryAccess, DMA)總線及仲裁器104、多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口 106 112、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(Network Address Translation,NAT)引擎114、密碼引擎116、交換結(jié)構(gòu)(switchfabric) 118、脈沖編碼調(diào)制(Pulse-codeModulation, PCM)控制器120及系統(tǒng)外圍設(shè)備，其中，脈沖編碼調(diào)制控制器120用于軟件式互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電話(soft-VoIP)應(yīng)用程序，系統(tǒng)外圍設(shè)備可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(Dynamic Random Access Memory, DRAM)控制器、快閃控制器(flash controller)、中斷控制器、通用異步收發(fā)器(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter, UART)、通用輸入 / 輸出單兀(General Purpose Input/Output, GP10)及計(jì)時(shí)器等裝置。網(wǎng)絡(luò)接口 106 112對(duì)應(yīng)于不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如用于一般局域網(wǎng)(LAN)的以太網(wǎng)接口 106(即802.3x媒體訪問控制(Media Access Control,MAC))、用于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode,ATM)分割與重組(Segmentation and Reassembly,SAR)接口 108、用于3G/3.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的通用串行總線(Universal Serial Bus,USB)主機(jī)接口 110 及用于無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network, WLAN)的 PCIe(PeripheralComponent Interconnect Express)接口 112。網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎 114 加速網(wǎng)絡(luò)接口 106 112中從網(wǎng)絡(luò)接口至另一網(wǎng)絡(luò)接口的包處理。在此情況下，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114以硬件方式卸載主處理器102的包處理，而不是通過主處理器102的操作系統(tǒng)以軟件方式進(jìn)行所有包處理，因此主處理器102不需進(jìn)行許多包處理。如此一來，本發(fā)明可減少主處理器102的耗電，并保留主處理器102的運(yùn)算資源以用于其它網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，如軟件式互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電話、數(shù)字生活網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟及開放服務(wù)網(wǎng)關(guān)技術(shù)，進(jìn)而達(dá)成低成本及低電源的解決方案且維持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的效能。詳細(xì)來說，請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114關(guān)閉時(shí)，數(shù)據(jù)路徑Pl的示意圖。如圖1所示，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114被關(guān)閉時(shí)，網(wǎng)絡(luò)處理器10的操作與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)處理器的操作相似，即中央處理器進(jìn)行所有包處理。因此，如數(shù)據(jù)路徑Pl所示，若包從通過以太網(wǎng)接口 106的局域網(wǎng)領(lǐng)域傳送至通過以太網(wǎng)接口 106的另一局域網(wǎng)領(lǐng)域，在以太網(wǎng)接口 106接收到該包之后，交換結(jié)構(gòu)118通過低延遲直接存儲(chǔ)器存取總線及仲裁器104 (即系統(tǒng)總線)轉(zhuǎn)發(fā)該包至主處理器102。接著，主處理器102的操作系統(tǒng)以軟件方式進(jìn)行所有包處理(如緩沖管理、分類、修改、尋找出口端口、轉(zhuǎn)發(fā)、服務(wù)質(zhì)量、統(tǒng)計(jì)及操作系統(tǒng)相關(guān)的額外工作等)。如此一來，由于近來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序及網(wǎng)絡(luò)帶寬快速成長(zhǎng)，主處理器102需要大量耗電及運(yùn)算資源以用于包處理。在第一實(shí)施方式中，請(qǐng)參考圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114加速從通過以太網(wǎng)接口 106的局域網(wǎng)領(lǐng)域至通過以太網(wǎng)接口 106的另一局域網(wǎng)領(lǐng)域的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑P2的示意圖。如數(shù)據(jù)路徑P2所示，若包從通過以太網(wǎng)接口 106的局域網(wǎng)領(lǐng)域傳送至通過以太網(wǎng)接口 106的另一局域網(wǎng)領(lǐng)域，在以太網(wǎng)接口 106接收到該包之后，交換結(jié)構(gòu)118轉(zhuǎn)發(fā)該包至網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114而不是主處理器102。接著，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114以硬件方式對(duì)該包進(jìn)行所有包處理(如緩沖管理、分類、修改、尋找出口端口、轉(zhuǎn)發(fā)、服務(wù)質(zhì)量、統(tǒng)計(jì)及操作系統(tǒng)相關(guān)的額外工作等)。如此一來，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114可卸載主處理器102所有包處理，進(jìn)而減少耗電并保留運(yùn)算資源。在第二實(shí)施方式中，請(qǐng)參考圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114加速從通過異步傳輸模式分割與重組接口 108的寬帶互聯(lián)網(wǎng)至通過以太網(wǎng)接口106的局域網(wǎng)領(lǐng)域的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑P3的示意圖。如數(shù)據(jù)路徑P3所示，若包從通過異步傳輸模式分割與重組接口 108的寬帶互聯(lián)網(wǎng)傳送至通過以太網(wǎng)接口 106的局域網(wǎng)領(lǐng)域，于異步傳輸模式分割與重組接口 108接收到該包后，交換結(jié)構(gòu)118轉(zhuǎn)發(fā)該包至網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114而不是主處理器102。接著，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114以硬件方式對(duì)該包進(jìn)行所有包處理(如緩沖管理、分類、修改、尋找出口端口、轉(zhuǎn)發(fā)、服務(wù)質(zhì)量、統(tǒng)計(jì)及操作系統(tǒng)相關(guān)的額外工作等)。如此一來，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114可卸載主處理器102所有包處理，進(jìn)而減少耗電并保留運(yùn)算資源。在第三實(shí)施方式中，請(qǐng)參考圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114加速從通過以太網(wǎng)接口 106的局域網(wǎng)領(lǐng)域至通過異步傳輸模式分割與重組接口108的寬帶互聯(lián)網(wǎng)的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑P4的示意圖。如數(shù)據(jù)路徑P4所示，若包從通過以太網(wǎng)接口 106的局域網(wǎng)領(lǐng)域傳送至通過異步傳輸模式分割與重組接口 108的寬帶互聯(lián)網(wǎng)，在異步傳輸模式分割與重組接口 108接收到該包之后，交換結(jié)構(gòu)118先轉(zhuǎn)發(fā)該包至網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114。接著，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114以硬件方式進(jìn)行大部分包處理(如分類、修改、尋找出口端口、服務(wù)質(zhì)量統(tǒng)計(jì))，而主處理器102通過驅(qū)動(dòng)程序以軟件方式進(jìn)行其余包處理(如轉(zhuǎn)發(fā)及緩沖管理)。換句話說，由于網(wǎng)絡(luò)上傳的訪問遠(yuǎn)低于下傳，且對(duì)應(yīng)于異步傳輸模式分割與重組接口 108的訂閱數(shù)據(jù)速率遠(yuǎn)低于局域網(wǎng)的訂閱數(shù)據(jù)速率，在交換結(jié)構(gòu)118中的片上存儲(chǔ)器不足以緩沖從局域網(wǎng)傳入的峰值傳入包(the peak ingress packets),因此交換結(jié)構(gòu)118將該包路由至低延遲直接存儲(chǔ)器存取總線及仲裁器104以存儲(chǔ)于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器中，以避免包漏失，并通知主處理器102的驅(qū)動(dòng)程序轉(zhuǎn)發(fā)該包至異步傳輸模式分割與重組接口 108。如此一來，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114卸載主處理器102的部分包處理，因此主處理器102的驅(qū)動(dòng)程序僅需極小耗電，進(jìn)而減少耗電并保留運(yùn)算資源(當(dāng)包傳入速率不匹配時(shí)，傳輸控制協(xié)議(TCP)具有流量控制機(jī)制以降低包傳入速率，使得主處理器102不需要處理過多包)。在第四及第五實(shí)施方式中，請(qǐng)參考圖6 圖7，圖6 圖7為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114加速分別從通過以太網(wǎng)接口 106的局域網(wǎng)領(lǐng)域至通過通用串行總線主機(jī)接口 110的3G/3.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，以及從通過通用串行總線主機(jī)接口 110的3G/3.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)至通過以太網(wǎng)接口 106的局域網(wǎng)領(lǐng)域的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑P5 P6的示意圖。如數(shù)據(jù)路徑P5所示，若包從通過以太網(wǎng)接口 106的局域網(wǎng)領(lǐng)域傳送至通過通用串行總線主機(jī)接口 110的3G/3.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，在以太網(wǎng)接口 106接收到該包之后，交換結(jié)構(gòu)118先轉(zhuǎn)發(fā)該包至網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114。接著，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114以硬件方式進(jìn)行大部分包處理(如分類、修改、尋找出口端口及服務(wù)質(zhì)量統(tǒng)計(jì))，而主處理器102通過驅(qū)動(dòng)程序以軟件方式進(jìn)行其余包處理(如轉(zhuǎn)發(fā)及緩沖管理)。換句話說，由于3G/3.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)通過通用串行總線主機(jī)通過通用串行總線主機(jī)接口 110連接至網(wǎng)絡(luò)處理器10，在轉(zhuǎn)發(fā)該包至通用串行總線主機(jī)接口 110之前，主處理器102必須將該包由互聯(lián)網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為通用串行總線包，例如轉(zhuǎn)換該包的報(bào)頭以符合遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序接口規(guī)格(RNDIS)，使得通用串行總線主機(jī)接口 110可辨識(shí)該包，而該包的數(shù)據(jù)實(shí)質(zhì)上仍可于類以太網(wǎng)傳送。相似地，如數(shù)據(jù)路徑P6所示，若包從通過通用串行總線主機(jī)接口 110的3G/3.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳送至通過以太網(wǎng)接口 106的局域網(wǎng)領(lǐng)域，于轉(zhuǎn)發(fā)該包至網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114以進(jìn)行包處理之前，主處理器102必須將該包由通用串行總線包轉(zhuǎn)換為互聯(lián)網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)。如此一來，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114卸載主處理器102的部分包處理，因此主處理器102的驅(qū)動(dòng)程序僅需極小耗電，進(jìn)而減少耗電并保留運(yùn)算資源。在第六實(shí)施方式中，請(qǐng)參考圖8，圖8為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114加速從通過該異步傳輸模式分割與重組接口 108的寬帶互聯(lián)網(wǎng)至通過PCIe接口112的無線局域網(wǎng)的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑P7的示意圖。如數(shù)據(jù)路徑P7所示，若包從通過異步傳輸模式分割與重組接口 108的寬帶互聯(lián)網(wǎng)傳送至通過PCIe接口 112的無線局域網(wǎng)，與圖6所示的數(shù)據(jù)路徑P5相似，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114以硬件方式進(jìn)行大部分包處理(如分類、修改、尋找出口端口及服務(wù)質(zhì)量統(tǒng)計(jì))，而主處理器102通過驅(qū)動(dòng)程序以軟件方式進(jìn)行其余包處理(如轉(zhuǎn)發(fā)及緩沖管理)。換句話說，由于無線局域網(wǎng)通過無線局域網(wǎng)卡通過PCIe接口 112連接至網(wǎng)絡(luò)處理器10，在轉(zhuǎn)發(fā)該包至PCIe接口 112之前，主處理器102需要將該包由互聯(lián)網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為PCIe包。如此一來，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114卸載主處理器102的部分包處理，因此主處理器102的驅(qū)動(dòng)程序僅需極小耗電，進(jìn)而減少耗電并保留運(yùn)算資源。在第七實(shí)施方式中，請(qǐng)參考圖9，圖9為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114加速從通過PCIe接口 112的無線局域網(wǎng)至通過異步傳輸模式分割與重組接口 108的寬帶互聯(lián)網(wǎng)的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑P8的示意圖。如數(shù)據(jù)路徑P8所示，若包從通過異步傳輸模式分割與重組接口 108的寬帶互聯(lián)網(wǎng)傳送至通過PCIe接口 112的無線局域網(wǎng)，與圖5所示的數(shù)據(jù)路徑P4及圖7所示的數(shù)據(jù)路徑P6的結(jié)合相似，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114以硬件方式進(jìn)行大部分包處理(如分類、修改、尋找出口端口及服務(wù)質(zhì)量統(tǒng)計(jì))，而主處理器102通過驅(qū)動(dòng)程序以軟件方式進(jìn)行其余包處理(如轉(zhuǎn)發(fā)及緩沖管理)。換句話說，在轉(zhuǎn)發(fā)該包至網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114以進(jìn)行包處理之前，主處理器102必須將該包由PCIe包轉(zhuǎn)換至互聯(lián)網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)。在網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114進(jìn)行大部分包處理之后，由于網(wǎng)絡(luò)上傳的訪問遠(yuǎn)低于下傳，且對(duì)應(yīng)于異步傳輸模式分割與重組接口 108的訂閱數(shù)據(jù)速率遠(yuǎn)低于無線局域網(wǎng)的訂閱數(shù)據(jù)速率，在交換結(jié)構(gòu)118中的片上存儲(chǔ)器不足以緩沖從無線局域網(wǎng)傳入的峰值傳入包，因此交換結(jié)構(gòu)118將該包路由至低延遲直接存儲(chǔ)器存取總線及仲裁器104以存儲(chǔ)于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器中，并通知主處理器102的驅(qū)動(dòng)程序轉(zhuǎn)發(fā)該包至異步傳輸模式分割與重組接口 108。如此一來，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114卸載主處理器102的部分包處理，因此主處理器102的驅(qū)動(dòng)程序僅需極小耗電，進(jìn)而減少耗電并保留運(yùn)算資源。在第八實(shí)施方式中，請(qǐng)參考圖10，圖10為本發(fā)明實(shí)施方式圖1所示的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114加速從通過以太網(wǎng)接口 106的局域網(wǎng)領(lǐng)域至通過以太網(wǎng)接口 106的另一局域網(wǎng)領(lǐng)域的包處理時(shí)，數(shù)據(jù)路徑P9以及密碼引擎116進(jìn)行加密處理的示意圖。如數(shù)據(jù)路徑P9所示，若包從通過以太網(wǎng)接口 106的局域網(wǎng)領(lǐng)域傳送至通過以太網(wǎng)接口 106的另一局域網(wǎng)領(lǐng)域，在以太網(wǎng)接口 106接收到該包之后，與圖3所示的數(shù)據(jù)路徑P2相似，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎114以硬件方式對(duì)該包進(jìn)行所有包處理(如緩沖管理、分類、修改、尋找出口端口、轉(zhuǎn)發(fā)、服務(wù)質(zhì)量、統(tǒng)計(jì)及操作系統(tǒng)相關(guān)的額外工作等)。接著，交換結(jié)構(gòu)118以硬件方式轉(zhuǎn)發(fā)處理過后的包至密碼引擎116以進(jìn)行加密處理，此密碼引擎116與現(xiàn)有的通過低延遲直接存儲(chǔ)器存取總線耦接至主處理器且由主處理器所控制的密碼引擎不同。如此一來，密碼引擎116卸載主處理器102的加密處理，進(jìn)而減少耗電并保留運(yùn)算資源。值得注意的是，本發(fā)明的主要精神在于當(dāng)包從網(wǎng)絡(luò)接口傳送至另一網(wǎng)絡(luò)接口時(shí)，以硬件方式卸載主處理器102的包處理，進(jìn)而減少耗電并保留運(yùn)算資源以用于其它網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行修飾或變化，而不限于此。舉例來說，在上述實(shí)施方式中，3G/3.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)通過通用串行總線主機(jī)通過通用串行總線主機(jī)接口 110連接，且無線局域網(wǎng)通過無線局域網(wǎng)卡通過PCIe接口 112連接，相較于在網(wǎng)絡(luò)處理器10中內(nèi)嵌這些模塊，此方式更能節(jié)省成本，但網(wǎng)絡(luò)處理器10亦可通過其它方式連接3G/3.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)及無線局域網(wǎng)。此外，由于交換結(jié)構(gòu)118進(jìn)行第二層包處理，若包在同一個(gè)局域網(wǎng)領(lǐng)域中傳送(不通過路由器)，網(wǎng)絡(luò)處理器10可僅使用交換結(jié)構(gòu)118來轉(zhuǎn)發(fā)該包。再者，上述實(shí)施方式僅舉例說明了數(shù)種從網(wǎng)絡(luò)接口傳送包至另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的情況。在其它實(shí)施方式中，只要主處理器102的包處理/加密處理可被卸載且包處理可正確地進(jìn)行，本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行其它修飾或變化。舉例來說，若輸出接口為異步傳輸模式分割與重組接口 108，在包輸出之前，包可存儲(chǔ)于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，以避免包漏失。在現(xiàn)有的技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)處理器通過提高中央處理器的操作頻率來提升性能并因此增加耗電，或是升級(jí)中央處理器的規(guī)格并因此增加成本。相較之下，當(dāng)包從網(wǎng)絡(luò)接口傳送至另一網(wǎng)絡(luò)接口時(shí)，本發(fā)明以硬件方式卸載主處理器的包處理，進(jìn)而減少耗電并保留運(yùn)算資源以用于其它網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。雖然本發(fā)明以較佳實(shí)施方式揭露如上，然而此較佳實(shí)施方式并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，都應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于寬帶網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，包含有: 主處理器； 多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；以及 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎，用來加速從第一網(wǎng)絡(luò)接口至第二網(wǎng)絡(luò)接口的包處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎加速從通過以太網(wǎng)接口的第一局域網(wǎng)領(lǐng)域至通過該以太網(wǎng)接口的第二局域網(wǎng)領(lǐng)域的包處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎卸載該主處理器的所有包處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎加速從通過異步傳輸模式分割與重組接口的寬帶互聯(lián)網(wǎng)至通過以太網(wǎng)接口的局域網(wǎng)領(lǐng)域的包處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎卸載該主處理器的所有包處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎加速從通過以太網(wǎng)接口的局域網(wǎng)領(lǐng)域至通過異步傳輸模式分割與重組接口的寬帶互聯(lián)網(wǎng)的包處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎卸載該主處理器的部分包處理，且該主處理器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)及緩沖管理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，在該主處理器轉(zhuǎn)發(fā)包至該異步傳輸模式分割與重組接 口之前，該包存儲(chǔ)于動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎加速從通過以太網(wǎng)接口的局域網(wǎng)領(lǐng)域至通過通用串行總線主機(jī)接口的3G/3.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的包處理，或加速從通過通用串行總線主機(jī)接口的3G/3.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)至通過以太網(wǎng)接口的局域網(wǎng)領(lǐng)域的包處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎卸載該主處理器的部分包處理，且該主處理器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)及緩沖管理。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該主處理器在通用串行總線包和互聯(lián)網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)之間轉(zhuǎn)換包。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎加速從通過異步傳輸模式分割與重組接口的寬帶互聯(lián)網(wǎng)至通過PCIe接口的無線局域網(wǎng)的包處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎卸載該主處理器的部分包處理，且該主處理器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)及緩沖管理。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該主處理器將包從互聯(lián)網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為PCIe包。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎加速從通過PCIe接口的無線局域網(wǎng)至通過異步傳輸模式分割與重組接口的寬帶互聯(lián)網(wǎng)的包處理。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎卸載該主處理器的部分包處理，且該主處理器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)及緩沖管理。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該主處理器將包從PCIe包轉(zhuǎn)換為互聯(lián)網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)，且在該主處理器轉(zhuǎn)發(fā)包至該異步傳輸模式分割與重組接口之前，該包存儲(chǔ)于動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器中。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)處理器進(jìn)一步包含有密碼引擎，用于當(dāng)包從該第一網(wǎng)絡(luò)接口接收并傳送至該第二網(wǎng)絡(luò)接口時(shí)，卸載該主處理器的加密處理。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)處理器，其特征在于，該網(wǎng)絡(luò)處理器進(jìn)一步包含有交換結(jié)構(gòu)，用來進(jìn)行第二層包 處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于寬帶網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)處理器。該網(wǎng)絡(luò)處理器包含有主處理器；多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；以及網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換引擎，用來加速從第一網(wǎng)絡(luò)接口至第二網(wǎng)絡(luò)接口的包處理。
文檔編號(hào)H04L29/08GK103098446SQ201280001644
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者范國彥, 呂國正 申請(qǐng)人:雷凌科技股份有限公司