在并行處理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中維持分組順序的制作方法
【專利說(shuō)明】在并行處理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中維持分組順序
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本公開(kāi)內(nèi)容要求以下美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的權(quán)益:
[0003]2012年 12月 17 日提交的題為“Packet Reorder Method in Parallel ProcessingPacket Processor”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/738，264 ；
[0004]2013年2月22日提交的題為“Lock Mechanism”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/768，069 ；
[0005]2013年3月 13 日提交的題為“Packet Reorder Method in Parallel ProcessingPacket Processor”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/780，186 ;以及
[0006]2013年5月 20 日提交的題為“Packet Reorder Method in Parallel ProcessingPacket Processor”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/825，223。
[0007]所有以上引用的專利申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容由此通過(guò)引用并入于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0008]本公開(kāi)內(nèi)容總體上涉及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，諸如交換機(jī)、路由器和邊緣設(shè)備，并且更具體地涉及用于在這樣的設(shè)備中處理通信分組的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0009]本文中所提供的【背景技術(shù)】描述用于總體上呈現(xiàn)本公開(kāi)內(nèi)容的上下文的目的。當(dāng)前署名的發(fā)明人的工作(到該【背景技術(shù)】部分中描述的程度)以及在提交時(shí)可能無(wú)法以其它方式作為現(xiàn)有技術(shù)的衡量的說(shuō)明書(shū)的各方面，既非明確地也非隱含地承認(rèn)是本公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)。
[0010]一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(諸如網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器、邊緣設(shè)備等)采用分組流的并行分組處理，其中多個(gè)分組處理元件同時(shí)并且并行執(zhí)行不同分組的處理。在這樣的實(shí)施例中，重要的是，高效地利用多個(gè)處理元件來(lái)同時(shí)執(zhí)行屬于數(shù)據(jù)流的分組的并行處理，同時(shí)高效地維持?jǐn)?shù)據(jù)流內(nèi)的分組順序。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于在分組處理設(shè)備中保存分組的順序的方法包括:經(jīng)由分組處理設(shè)備的多個(gè)端口接收多個(gè)分組；以及在兩個(gè)或多個(gè)分組處理節(jié)點(diǎn)元件之間分配分組以用于處理分組。該方法還包括:基于與分組關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)屬性來(lái)將分組指派給相應(yīng)分組種類，其中每個(gè)分組種類對(duì)應(yīng)于當(dāng)傳輸分組時(shí)將保存的接收分組的順序的一組分組；以及根據(jù)分組處理設(shè)備接收分組的順序并且在與所指派的分組種類對(duì)應(yīng)的相應(yīng)隊(duì)列中對(duì)分組排隊(duì)。該方法還包括:通過(guò)分組處理節(jié)點(diǎn)元件發(fā)出指示關(guān)于分組將執(zhí)行的處理動(dòng)作的相應(yīng)指令；以及存儲(chǔ)處理動(dòng)作中的至少一些處理動(dòng)作的指示。該方法另外包括:當(dāng)分組已經(jīng)到達(dá)與關(guān)聯(lián)于分組的種類對(duì)應(yīng)的隊(duì)列的首部時(shí)，執(zhí)行關(guān)于分組的處理動(dòng)作。
[0012]在其他實(shí)施例中，該方法包括以下元素中的一個(gè)或多個(gè)元素的任何組合。
[0013]該方法還包括:通過(guò)分組處理元件對(duì)分組執(zhí)行處理操作，包括獨(dú)立于分組在相應(yīng)隊(duì)列中的相應(yīng)位置而執(zhí)行至少一些處理操作。
[0014]在相應(yīng)隊(duì)列中對(duì)分組排隊(duì)包括:先于將分組指派給相應(yīng)分組種類，在一個(gè)或多個(gè)默認(rèn)種類隊(duì)列中對(duì)分組排隊(duì)。
[0015]在一個(gè)或多個(gè)默認(rèn)種類隊(duì)列中對(duì)分組排隊(duì)包括:在與分組處理設(shè)備經(jīng)由其接收分組相應(yīng)源端口對(duì)應(yīng)的相應(yīng)默認(rèn)種類隊(duì)列中對(duì)分組排隊(duì)。
[0016]上述方法還包括:向分組指派相應(yīng)分組ID，其中在相應(yīng)隊(duì)列中對(duì)分組排隊(duì)包括:在相應(yīng)隊(duì)列中對(duì)向分組指派的分組ID排隊(duì)。
[0017]指派相應(yīng)分組ID包括:從非序列性空分組ID的池中指派相應(yīng)ID。
[0018]關(guān)于分組執(zhí)行處理動(dòng)作包括以下之一:(i)將與分組對(duì)應(yīng)的種類更新為向分組指派的新的分組種類，(?)轉(zhuǎn)發(fā)分組，或者(iii)丟棄分組。
[0019]轉(zhuǎn)發(fā)分組包括:使得分組被發(fā)送至目標(biāo)端口以用于經(jīng)由目標(biāo)端口傳輸分組；從分組ID在其中被排隊(duì)的隊(duì)列中去除與分組對(duì)應(yīng)的分組ID ;以及向空分組ID的池返回分組ID0
[0020]將與分組對(duì)應(yīng)的種類更新為新的分組種類包括:向與新的分組種類對(duì)應(yīng)的隊(duì)列的尾部移動(dòng)與分組對(duì)應(yīng)的分組ID。
[0021]上述方法還包括:向分組處理元件提供指示位于相應(yīng)隊(duì)列的首部的分組的通知，并且其中分組處理元件被配置成延遲對(duì)分組執(zhí)行一些分組處理操作直至分組位于隊(duì)列的首部。
[0022]在另一實(shí)施例中，一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括:被配置成在網(wǎng)絡(luò)上接收和傳輸分組的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口、以及被配置成處理經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)端口接收的分組的多個(gè)分組處理節(jié)點(diǎn)元件。該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還包括排序單元，該排序單元被配置成:在兩個(gè)或多個(gè)分組處理節(jié)點(diǎn)元件之間分配分組以用于處理分組，其中分組處理節(jié)點(diǎn)元件被配置成處理分組并且基于與分組關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)屬性將分組指派給相應(yīng)分組種類，每個(gè)分組種類對(duì)應(yīng)于當(dāng)傳輸分組時(shí)將保存的接收分組的順序的一組分組。排序單元還被配置成:根據(jù)分組處理設(shè)備接收分組的順序并且在與所指派的分組種類對(duì)應(yīng)的相應(yīng)隊(duì)列中對(duì)分組排隊(duì)。排序單元還被配置成:從分組處理節(jié)點(diǎn)元件接收指示關(guān)于分組將進(jìn)行的分組處理動(dòng)作的相應(yīng)指令；以及存儲(chǔ)指令中的至少一些指令。上述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備另外被配置成:當(dāng)分組已經(jīng)到達(dá)與關(guān)聯(lián)于分組的種類對(duì)應(yīng)的隊(duì)列的首部時(shí)，執(zhí)行由與分組對(duì)應(yīng)的指令所指示的分組處理操作。
[0023]在其他實(shí)施例中，上述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)特征的任何組合。
[0024]分組處理節(jié)點(diǎn)元件被配置成:獨(dú)立于分組在相應(yīng)隊(duì)列中的相應(yīng)位置而執(zhí)行至少一些處理操作。
[0025]排序單元被配置成在將分組指派給分組種類之前在相應(yīng)一個(gè)或多個(gè)默認(rèn)種類隊(duì)列中對(duì)分組排隊(duì)。
[0026]排序單元被配置成在與分組處理設(shè)備經(jīng)由其接收分組的相應(yīng)源端口對(duì)應(yīng)的相應(yīng)一個(gè)或多個(gè)默認(rèn)種類隊(duì)列中對(duì)分組排隊(duì)。
[0027]排序單元還被配置成向分組指派相應(yīng)分組ID，并且其中在相應(yīng)隊(duì)列中對(duì)分組排隊(duì)包括:在相應(yīng)隊(duì)列中對(duì)向分組指派的分組ID排隊(duì)。
[0028]排序單元被配置成從非序列性空分組ID的池中指派相應(yīng)分組ID。
[0029]排序單元被配置成關(guān)于分組執(zhí)行的處理動(dòng)作包括下之一:(i)將與分組對(duì)應(yīng)的種類更新為向分組指派的新的分組種類，(?)轉(zhuǎn)發(fā)分組，或者(iii)丟棄分組。
[0030]排序單元被配置成至少通過(guò)以下操作轉(zhuǎn)發(fā)分組:使得分組被發(fā)送至目標(biāo)端口以用于經(jīng)由目標(biāo)端口傳輸分組；從分組ID在其中被排隊(duì)的隊(duì)列中去除與分組對(duì)應(yīng)的分組ID ;以及向空分組ID的池返回分組ID。
[0031]排序單元被配置成至少通過(guò)向與新的分組種類對(duì)應(yīng)的隊(duì)列的尾部移動(dòng)與分組對(duì)應(yīng)的分組ID來(lái)將與分組對(duì)應(yīng)的種類更新為新的分組種類。
[0032]排序單元還被配置成向分組處理元件提供指示位于相應(yīng)隊(duì)列的首部的分組的通知，并且其中分組處理元件被配置成延遲對(duì)分組執(zhí)行一些分組處理操作直至分組位于隊(duì)列的首部。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例被配置成使用多個(gè)分組處理元件來(lái)高效地處理網(wǎng)絡(luò)分組同時(shí)維持在傳輸分組時(shí)該分組中的至少一些分組的順序的示例網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的簡(jiǎn)化框圖。
[0034]圖2是根據(jù)實(shí)施例的示例分組排序單元的圖。
[0035]圖3是根據(jù)實(shí)施例的由排序單元使用以存儲(chǔ)關(guān)于分組將進(jìn)行的動(dòng)作的示例動(dòng)作表/數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0036]圖4是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的另一實(shí)施例配置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的框圖。
[0037]圖5是根據(jù)實(shí)施例的用于在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中保存分組的順序的示例方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例網(wǎng)絡(luò)設(shè)備100的簡(jiǎn)化框圖，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備100被配置成使用多個(gè)分組處理元件來(lái)高效地處理網(wǎng)絡(luò)分組同時(shí)在由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備100處理的數(shù)據(jù)流中維持分組的順序。該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備100通常是連接兩個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)分段、子網(wǎng)等的計(jì)算機(jī)連網(wǎng)設(shè)備。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備100是交換機(jī)。然而，應(yīng)當(dāng)注意，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備100不必限于特定協(xié)議層或者特定連網(wǎng)技術(shù)(例如以太網(wǎng))。比如，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備100還可以是橋接器、路由器、VPN集中器等。
[0039]網(wǎng)絡(luò)設(shè)備100包括分組處理器102，并且該分組處理器102又包括多個(gè)分組處理節(jié)點(diǎn)元件(PPE) 104和排序單元106。該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備100還包括耦合至分組處理器102的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口 112，并且每個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口 112經(jīng)由相應(yīng)通信鏈路耦合至通信網(wǎng)絡(luò)和/或