CN105610729A - 一种缓存分配方法、装置及网络处理器 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供一种缓存分配方法、装置及网络处理器,涉及通信领域,缓存分配方法包括:将网络处理器的缓存单元划分为固定预留缓存区域和动态共享缓存区域;在固定预留缓存区域中,为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源;若一端口的实际流量大于为该端口分配的固定缓存资源,则从动态共享缓存区域中为该端口分配动态缓存资源。本发明的方案可以更加有效利用网络处理器的缓存资源。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,特别是指一种应用于网络处理器的端口的缓存分配方法、装置及网络处理器。
背景技术
现今网络发展速度惊人,网络流量的增长及新业务的出现,需要网络设备具有线速和灵活的处理能力。目前网络芯片包括ASIC(专用集成电路)和NP(网络处理器)两大类。网络处理器凭借其高速处理及灵活的可编程性,已成为当今网络中数据处理的有效解决方案。
如图1所示,网络处理器内部通常包含两个单元:包缓存单元和包处理引擎。报文进入网络处理器,首先进入包缓存单元中与入端口相应的队列中;然后,报文头进入包处理引擎,微码负责处理包头,对报文进行修改后重新进入包缓存单元,与包缓存单元相应队列取出原包进行链接后从端口发送出去。
如图2所示,包缓存单元中包含多个队列,每个队列对应于一个入端口。包缓存单元包含一块缓存(buffer),该内存为不同端口的队列共用。现有队列缓存的分配方式通常采用固定分配的方式,即根据端口速率分配缓存。比如,某芯片包含2个10G端口和10个1GE端口(千兆以太网接口),如果缓存总大小为60K,则每个10G端口分配20K内存,每个1GE端口分配2K内存。
这种传统的缓存分配方式存在一个弊端,由于端口流量的突发性和随机性,会出现某些端口队列缓存区耗尽而某些队列缓冲区没有使用的情况,因此队列缓存区这一宝贵资源没有得到充分利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种缓存分配方法、装置及网络处理器,可以更加有效利用网络处理器缓存资源。
为解决上述技术问题,本发明的实施例提供的技术方案如下:
一种缓存分配方法,包括:
将网络处理器的缓存单元划分为固定预留缓存区域和动态共享缓存区域;
在固定预留缓存区域中,为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源;
若一端口的实际流量大于为该端口分配的固定缓存资源,则从动态共享缓存区域中为该端口分配动态缓存资源。
其中,在固定预留缓存区域中,为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源的步骤包括:
在固定预留缓存区域中,按照端口的数据传输速率为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源。
其中,所述动态共享缓存区域包括:多个动态缓存资源池或者与网络处理器的端口类型一一对应的动态缓存资源池;其中,所述网络处理器的端口类型是根据端口的数据传输速率划分的。
其中,所述从动态共享缓存区域中为该端口分配动态缓存资源的步骤包括:
从动态共享缓存区域中的多个动态缓存资源池中或者与该端口类型对应的动态缓存池中,为该端口分配动态缓存资源。
本发明的实施例还提供一种缓存分配装置,包括:
划分模块,用于将网络处理器的缓存单元划分为固定预留缓存区域和动态共享缓存区域;
第一分配模块,用于在固定预留缓存区域中,为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源;
第二分配模块,用于在一端口的实际流量大于为该端口分配的固定缓存资源,则从动态共享缓存区域中为该端口分配动态缓存资源。
其中,第一分配模块具体用于:在固定预留缓存区域中,按照端口的数据传输速率为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源。
其中,所述动态共享缓存区域包括:多个动态缓存资源池或者与网络处理器的端口类型一一对应的动态缓存资源池;其中,所述网络处理器的端口类型是根据端口的数据传输速率划分的。
其中,所述第二分配模块具体用于:从动态共享缓存区域中的多个动态缓存资源池中或者与该端口类型对应的动态缓存池中,为该端口分配动态缓存资源。
本发明的实施例还提供一种网络处理器,包括多个端口和缓存单元,以及如上所述的缓存分配装置。
其中,上述网络处理器还包括:与所述缓存单元连接的处理引擎,所述处理引擎接收来自所述缓存单元中的数据包,并进行处理,将处理后的数据包返回所述端口。
本发明的方案至少具有以下优点:
本发明的上述方案通过将网络处理器的缓存单元划分为固定预留缓存区域和动态共享缓存区域;在固定预留缓存区域中,为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源;若一端口的实际流量大于为该端口分配的固定缓存资源,则从动态共享缓存区域中为该端口分配动态缓存资源;从而保证在端口流量突然增大时,可以更加有效利用网络处理器缓存资源。
附图说明
图1为网络处理器内部结构简化示意图;
图2为现有的网络处理器缓存单元队列缓存分配方式示例图;
图3为本发明的缓存分配方法流程图;
图4为本发明的网络处理器缓存单元端口缓存分配方式示例图;
图5为本发明的实施例的缓存分配示意图;
图6为本发明的实施例的缓存分配流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的核心思想是将网络处理器缓存单元划分为两部分:固定预留缓存区域和动态共享缓存区域。具体的,固定预留缓存区域和动态共享缓存区域的大小可以通过调试取最优值,固定预留缓存区域为队列专有分配区域,类似于传统方式,每个队列按照端口速率分配;动态共享缓存区域划分为一个个资源池,为多个端口的数据包队列共享。每个端口队列都需要指定其动态缓存资源池。每个端口流量进入网络处理器,首先到端口相应队列的固定预留缓存区域申请缓存资源,如果固定预留缓存区域耗尽,再从其指定的动态缓存资源池中申请分配缓存资源。
如图3所示,本发明的实施例提供一种缓存分配方法,包括:
步骤31,将网络处理器的缓存单元划分为固定预留缓存区域和动态共享缓存区域;
步骤32,在固定预留缓存区域中,为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源;
步骤33,若一端口的实际流量大于为该端口分配的固定缓存资源,则从动态共享缓存区域中为该端口分配动态缓存资源。
本发明的上述方案通过将网络处理器的缓存单元划分为固定预留缓存区域和动态共享缓存区域;在固定预留缓存区域中,为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源;若一端口的实际流量大于为该端口分配的固定缓存资源,则从动态共享缓存区域中为该端口分配动态缓存资源;从而保证在端口流量突然增大时,可以更加有效利用网络处理器缓存资源。
本发明的一具体实施例中,步骤12具体可以是:在固定预留缓存区域中,按照端口的数据传输速率为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源。
其中,所述动态共享缓存区域包括:多个动态缓存资源池;所述从动态共享缓存区域中为该端口分配动态缓存资源的步骤可以具体是:从动态共享缓存区域中的多个动态缓存资源池中,为该端口分配动态缓存资源。
所述动态共享缓存区域包括:与网络处理器的端口类型一一对应的动态缓存资源池;其中,所述网络处理器的端口类型是根据端口的数据传输速率划分的;如数据传输速率小于第一值的端口对应一个动态缓存资源池,数据传输速率大于或者等于该第一值的端口对应一个动态缓存资源池。
具体的,如图4所示,网络处理器缓存单元划分为两部分,固定预留缓存区域和动态共享缓存区域。端口首先从固定预留缓存区域申请缓存,预留区如果耗尽再从动态共享缓存区域中申请,以之前2个10G端口和10个1GE端口的系统为例,可以按照图4方式分配缓存。首先将60K缓存,一分为二,30K固定预留缓存区域和30K动态共享缓存区域。固定预留缓存区域按照端传输速率划分,2个10G端口各分10K,每个1GE端口各分2K;动态共享缓存区域30K区域划分成两个动态缓存资源池,一个20K动态缓存资源池为10G端口所用,一个10K动态缓存资源池为GE端口使用。最后绑定端口与缓存池映射关系,两个10G端口映射到20K动态缓存资源池,10个GE端口映射到10K动态缓存资源池。
端口流量首先从端口专属固定预留缓存区域分配内存,如图5中端口1对应队列queue1;如果端口固定预留缓存区域已满,则从端口关联的动态缓存资源池中申请内存。
具体的实现流程图如图6所示:
61开始;
62将缓存单元区划分成两部分:固定预留缓存区域和动态共享缓存区域;具体两个区域分配比例可以通过调试取最优值;
63划分端口的固定预留缓存区域,可按照端口流量(即端口的最大传输速率)划分;
64划分动态共享缓存区域,将动态共享缓存区域划分为一个个资源池;资源池数目及大小可以灵活指定。也可以按照流量属性划分,比如将多个10G端口分配一个资源池,多个GE端口分配一个资源池;
65指定每个端口对应的资源池,将端口与资源池关联起来;
66结束。
转发层面,从端口进入的流量,首先从端口队列相应的固定预留缓存区域分配内存,如果固定预留缓存区域有足够空间则全部从固定预留缓存区域申请;否则从队列相关联的动态共享缓存区域中的资源池中申请。与现有技术相比较,本发明的方法可以更加有效利用网络处理器缓存资源。
另外,与上述方法实施例相对应的,本发明的实施例还提供一种缓存分配装置,包括:
划分模块,用于将网络处理器的缓存单元划分为固定预留缓存区域和动态共享缓存区域;
第一分配模块,用于在固定预留缓存区域中,为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源;
第二分配模块,用于在一端口的实际流量大于为该端口分配的固定缓存资源,则从动态共享缓存区域中为该端口分配动态缓存资源。
其中,第一分配模块具体用于:在固定预留缓存区域中,按照端口的数据传输速率为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源。
其中,所述动态共享缓存区域包括:多个动态缓存资源池或者与网络处理器的端口类型一一对应的动态缓存资源池;其中,所述网络处理器的端口类型是根据端口的数据传输速率划分的。
其中,所述第二分配模块具体用于:从动态共享缓存区域中的多个动态缓存资源池中或者与该端口类型对应的动态缓存池中,为该端口分配动态缓存资源。
本发明的实施例还提供一种网络处理器,包括多个端口和缓存单元,以及如上所述的缓存分配装置。
其中,上述网络处理器还包括:与所述缓存单元连接的处理引擎,所述处理引擎接收来自所述缓存单元中的数据包,并进行处理,将处理后的数据包返回所述端口。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种缓存分配方法,其特征在于,包括:
将网络处理器的缓存单元划分为固定预留缓存区域和动态共享缓存区域;
在固定预留缓存区域中,为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源;
若一端口的实际流量大于为该端口分配的固定缓存资源,则从动态共享缓存区域中为该端口分配动态缓存资源。
2.根据权利要求1所述的缓存分配方法,其特征在于,在固定预留缓存区域中,为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源的步骤包括:
在固定预留缓存区域中,按照端口的数据传输速率为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源。
3.根据权利要求1所述的缓存分配方法,其特征在于,所述动态共享缓存区域包括:多个动态缓存资源池或者与网络处理器的端口类型一一对应的动态缓存资源池;其中,所述网络处理器的端口类型是根据端口的数据传输速率划分的。
4.根据权利要求3所述的缓存分配方法,其特征在于,所述从动态共享缓存区域中为该端口分配动态缓存资源的步骤包括:
从动态共享缓存区域中的多个动态缓存资源池中或者与该端口类型对应的动态缓存池中,为该端口分配动态缓存资源。
5.一种缓存分配装置,其特征在于,包括:
划分模块,用于将网络处理器的缓存单元划分为固定预留缓存区域和动态共享缓存区域;
第一分配模块,用于在固定预留缓存区域中,为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源;
第二分配模块,用于在一端口的实际流量大于为该端口分配的固定缓存资源,则从动态共享缓存区域中为该端口分配动态缓存资源。
6.根据权利要求5所述的缓存分配装置,其特征在于,第一分配模块具体用于:在固定预留缓存区域中,按照端口的数据传输速率为网络处理器的每个端口分别分配一块固定缓存资源。
7.根据权利要求5所述的缓存分配装置,其特征在于,所述动态共享缓存区域包括:多个动态缓存资源池或者与网络处理器的端口类型一一对应的动态缓存资源池;其中,所述网络处理器的端口类型是根据端口的数据传输速率划分的。
8.根据权利要求7所述的缓存分配装置,其特征在于,所述第二分配模块具体用于:从动态共享缓存区域中的多个动态缓存资源池中或者与该端口类型对应的动态缓存池中,为该端口分配动态缓存资源。
9.一种网络处理器,包括多个端口和缓存单元,其特征在于,还包括:如权利要求5-8任一项所述的缓存分配装置。
10.根据权利要求9所述的网络处理器,其特征在于,还包括:与所述缓存单元连接的处理引擎,所述处理引擎接收来自所述缓存单元中的数据包,并进行处理,将处理后的数据包返回所述端口。
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