分組處理裝置、入口分組處理電路和出口分組處理電路的制作方法
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)分組，更具體而言，有關(guān)于利用位于平行的分組流(packetflow)路徑，且具有不同可編程性的分組處理單元的分組處理裝置、入口分組處理電路和出口分組處理電路。
【【背景技術(shù)】】
[0002]網(wǎng)絡(luò)交換器通常指連結(jié)不同電子裝置的電腦網(wǎng)絡(luò)裝置。舉例而言，網(wǎng)絡(luò)交換器可以接收從其所連接的第一電子裝置所產(chǎn)生的輸入分組，并將自所接收到的分組導(dǎo)出的修改的分組或未修改的分組僅發(fā)送給用于接收該接收到的分組的第二電子裝置。為獲得較佳分組處理性能，網(wǎng)絡(luò)交換器可使用固定硬件電路實(shí)施。然而，這樣的網(wǎng)絡(luò)交換器設(shè)計(jì)缺乏彈性。舉例而言，為滿足另一不同應(yīng)用的需求，須重新設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)交換器。從而，業(yè)內(nèi)對(duì)具有增強(qiáng)的彈性的網(wǎng)絡(luò)交換器存在需求。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]有鑒于此，本發(fā)明特提供以下技術(shù)方案:
[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種分組處理裝置，包含入口分組處理電路、出口分組處理電路和流量管理器，入口分組處理電路處理自多個(gè)入口端口接收的多個(gè)入口分組；出口分組處理電路處理待通過(guò)多個(gè)出口端口轉(zhuǎn)發(fā)的多個(gè)出口分組；流量管理器耦接于入口分組處理電路和出口分組處理電路之間，其中流量管理器處理至少分組排隊(duì)和調(diào)度；其中入口分組處理電路和出口分組處理電路中的至少一個(gè)分組處理電路包含:位于第一分組流路徑的第一分組處理單元以及位于第二分組流路徑的第二分組處理單元，其中第一分組流路徑平行于第二分組流路徑，以及第一分組處理單元的可編程性高于第二分組處理單元的可編程性。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例另提供一種入口分組處理電路，用于處理接收自多個(gè)入口端口的多個(gè)入口分組，位于第一分組流路徑的第一分組處理單元以及位于一第二分組流路徑的第二分組處理單元，其中第一分組流路徑平行于第二分組流路徑；其中第一分組處理單元是全可編程的，且第二分組處理單元是固定或半可配置的。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例另提供一種出口分組處理電路，用于處理待通過(guò)多個(gè)出口端口轉(zhuǎn)發(fā)的多個(gè)出口分組，出口分組處理電路包含位于第一分組流路徑的第一分組處理單元以及位于一第二分組流路徑的第二分組處理單元，其中第一分組流路徑平行于第二分組流路徑；其中第一分組處理單元是全可編程的，且第二分組處理單元是固定或半可配置的。
[0007]利用本發(fā)明的分組處理裝置、入口分組處理電路和出口分組處理電路可在彈性和分組處理性能之間取得平衡。
【【附圖說(shuō)明】】
[0008]圖1是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的簡(jiǎn)化分組處理裝置的示意圖。
[0009]圖2是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的如圖1所示的入口分組處理電路的詳細(xì)圖解的示意圖。
[0010]圖3是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的如圖1所示的出口分組處理電路的詳細(xì)圖解的示意圖。
[0011]圖4是如圖1所示的分組處理裝置所支持的第一分組處理流的示意圖。
[0012]圖5是如圖1所示的分組處理裝置所支持的第二分組處理流的示意圖。
[0013]圖6是如圖1所示的分組處理裝置所支持的第三分組處理流的示意圖。
[0014]圖7是如圖1所示的分組處理裝置所支持的第四分組處理流的示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0015]在說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求書(shū)當(dāng)中使用了某些詞匯來(lái)指稱特定的組件。所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)可理解，制造商可能會(huì)用不同的名詞來(lái)稱呼同樣的組件。本說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求書(shū)并不以名稱的差異來(lái)作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來(lái)作為區(qū)分的基準(zhǔn)。在通篇說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求書(shū)當(dāng)中所提及的「包含」是開(kāi)放式的用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表第一裝置可直接電氣連接于第二裝置，或透過(guò)其它裝置或連接手段間接地電氣連接至第二裝置。
[0016]本發(fā)明提供混合模式(hybrid mode)分組處理架構(gòu)，該架構(gòu)使用位于平行的分組流路徑上，且具有不同可編程性(programmability)的多個(gè)分組處理單元。以這種方式，當(dāng)具有較高可編程性的分組處理單元(例如，全可編程的彈性分組處理單元)在網(wǎng)絡(luò)交換器的入口分組處理管道或出口分組處理管道中是活性狀態(tài)(active)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)交換器將具有較佳彈性；而當(dāng)具有較低可編程性的分組處理單元(例如，固定分組處理單元或半可配置分組處理單元)在網(wǎng)絡(luò)交換器的入口分組處理管道或出口分組處理管道中是活性狀態(tài)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)交換器將具有較佳分組處理性能。因此，本發(fā)明的混合模式分組處理架構(gòu)可在彈性和分組處理性能之間取得平衡。舉例而言，但并非本發(fā)明的限制，位于平行的分組流路徑的分組流路徑的分組處理單元可利用全可編程的軟件定義網(wǎng)絡(luò)(software-definednetworking，簡(jiǎn)寫(xiě)為SDN)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而位于平行的分組流路徑的另一分組流路徑的分組處理單元可利用較固定的傳統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的混合模式分組處理架構(gòu)的細(xì)節(jié)詳述如下。
[0017]圖1是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的簡(jiǎn)化分組處理裝置的示意圖。分組處理裝置100是使用本發(fā)明的混合模式分組處理架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)交換器，其包含中央處理單元(centralprocessing unit，簡(jiǎn)寫(xiě)為CPU)子系統(tǒng)101，入口分組處理電路(例如，入口分組處理管道)102，流量管理器103，出口分組處理電路(例如，出口分組處理管道)104，以及多個(gè)反饋電路105和106。由于分組處理裝置100配備有分組交換能力，分組處理裝置100具有多個(gè)外部端口，包含入口端口 Pbu-Pkxj^P出口端口 P txj-Ptx_n^用于接收產(chǎn)生自外部源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的入口分組和轉(zhuǎn)發(fā)出口分組至外部目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中端口數(shù)量N是可依據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)考量而調(diào)整的正整數(shù)值。
[0018]此外，分組處理裝置100可進(jìn)一步包含多個(gè)內(nèi)部端口(或內(nèi)部接口)PKX—CPU和Ρτχ—CPU,以允許分組經(jīng)由內(nèi)部CPU子系統(tǒng)101被處理，從而允許CPU子系統(tǒng)101參與分組處理，以使得分組處理更有彈性。舉例而言，當(dāng)特定分組自入口端口 Pkx ^Pkx n之一被接收時(shí)，入口分組處理電路102可判斷該特定分組應(yīng)被轉(zhuǎn)發(fā)至CPU子系統(tǒng)101，以經(jīng)歷CPU子系統(tǒng)101提供的特定(certain)分組處理。該特定分組通過(guò)流量管理器103和出口分組處理電路104被傳輸至內(nèi)部端口 Ptx oti，隨后被轉(zhuǎn)發(fā)至CPU子系統(tǒng)101。隨后，CPU子系統(tǒng)101輸出處理該特定分組而產(chǎn)生的已處理的分組至內(nèi)部端口 Ρκχ—συ。從而，已處理的分組被送回至入口分組處理電路102。隨后，已處理的分組將通過(guò)入口分組處理電路102、流量管理器103以及出口分組處理電路104經(jīng)歷進(jìn)一步的分組處理。最后，已處理的分組被轉(zhuǎn)發(fā)至出口端口
Ρτχ—1_ΡτΧ—N 之 。
[0019]如圖1所示，待由CPU子系統(tǒng)101處理的分組是直接自內(nèi)部端口 Ptx CPU，而非外部端口(例如，分別連接至不同外部目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的多個(gè)出口端口 PTX—Jtjln之一)接收，以及產(chǎn)生自CPU子系統(tǒng)101的已處理的分組被直接饋入至內(nèi)部端口 Pkx ot，而非外部端口(例如，分別連接至不同外部源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的多個(gè)入口端口 PKX—之一)。因此，CPU子系統(tǒng)101可被視為輔助分組處理電路。請(qǐng)注意，本發(fā)明的混合模式分組處理架構(gòu)由至少一主分組處理電路采用，包括入口分組處理電路102和/或出口分組處理電路104。換句話說(shuō)，本發(fā)明的混合模式分組處理架構(gòu)應(yīng)用于入口分組處理電路102的內(nèi)部電路設(shè)計(jì)和/或出口分組處理電路104的內(nèi)部電路設(shè)計(jì)中。
[0020]與CPU子系統(tǒng)101相反，入口分組處理電路102處理直接接收自入口端口 PkxJ-PkxΝ的入口分組，而出口分組處理電路104處理待通過(guò)出口端口 P TX ^Ptx Ν被直接轉(zhuǎn)發(fā)的出口分組。進(jìn)一步，流量管理器103耦接于在先的入口分組處理電路102和隨后的出口分組處理電路104之間。流量管理器103至少處理分組排隊(duì)和調(diào)度。此外，流量管理器103可更處理多重傳播(multicast)和相關(guān)分組復(fù)制。由于流量管理器103可利用任一常規(guī)流量管理器設(shè)計(jì)實(shí)施，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，流量管理器103的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)描述在此省略。
[0021]在本實(shí)施例中，入口分組處理電路102和出口分組處理電路104中的每一個(gè)采用本發(fā)明的混合模式分組處理架構(gòu)。入口分組處理電路102包含，但不限于，多個(gè)入口分組處理單元，如圖1所示的入口分組處理單元112和114。類似的，出口分組處理電路104包含，但不限于，多個(gè)出口分組處理單元，如圖1所示的出口分組處理單元122和124。關(guān)于具有混合模式分組處理架構(gòu)的入口分組處理電路102，入口