[發(fā)明專利]千兆虛擬網(wǎng)卡

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910242315.6
• 申請(qǐng)日: 2009-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101719873A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶華;邵宗有;歷軍;王英;鄭臣明;方信我
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 曙光信息產(chǎn)業(yè)（北京）有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/56
• 分類號(hào): H04L12/56
• 代理公司: 北京市德恒律師事務(wù)所 11306
• 代理人: 梁永

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種千兆虛擬網(wǎng)卡。

背景技術(shù)

目前，現(xiàn)有技術(shù)中的網(wǎng)卡功能單一，不能同時(shí)支持多種接口、多種協(xié)議。如果要實(shí)現(xiàn)千兆網(wǎng)卡，就需要專用的千兆以太網(wǎng)控制芯片或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)控制芯片(POS協(xié)議)。現(xiàn)有技術(shù)中的網(wǎng)卡芯片，功能被定制，比較單一，而且在數(shù)據(jù)包處理上還主要依賴CPU，增加了CPU的負(fù)擔(dān)。目前很多技術(shù)都是在網(wǎng)卡上增加硬件加速功能，如TOE、虛擬化等技術(shù)來(lái)減輕CPU負(fù)載，提高CPU的效率。

需要一種能夠解決以上一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的網(wǎng)卡。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中存在的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種千兆虛擬網(wǎng)卡，以解決上述問(wèn)題中的至少之一。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種千兆虛擬網(wǎng)卡，采用FPGA芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)千兆以太網(wǎng)控制器功能，該千兆虛擬網(wǎng)卡包括：FPGA模塊，用于通過(guò)FPGA芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)千兆網(wǎng)卡控制器功能；以及物理接口收發(fā)器，連接至FPGA模塊，用于與FPGA模塊結(jié)合，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，F(xiàn)PGA模塊包括：PCIe控制器，用于實(shí)現(xiàn)PCIe總線協(xié)議；PCIe主機(jī)接口模塊，用于在PCIe控制器的控制下，與中央處理器進(jìn)行通信；數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊，與PCIe主機(jī)接口模塊連接，用于發(fā)送數(shù)據(jù)包到主機(jī)；數(shù)據(jù)包接收模塊，與PCIe主機(jī)接口模塊連接，用于接收來(lái)自主機(jī)的數(shù)據(jù)包；過(guò)濾模塊，與數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊和數(shù)據(jù)包接收模塊連接，用于對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行過(guò)濾；以及千兆MAC模塊，與過(guò)濾模塊連接，用于進(jìn)行媒體接入控制。。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊支持TSO功能。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，數(shù)據(jù)包接收模塊支持LRO功能。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，過(guò)濾模塊支持一種或多種過(guò)濾功能。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，F(xiàn)PGA芯片為Xilinx?Virtex5LX50T。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，千兆虛擬網(wǎng)卡的物理接口收發(fā)器為BroadcomBCM5482。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，千兆虛擬網(wǎng)卡支持1000Base-T和1000Base-XGigabit?Ethernet協(xié)議。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)改變物理接口收發(fā)器外部時(shí)鐘的頻率，千兆虛擬網(wǎng)卡支持POS協(xié)議。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，千兆虛擬網(wǎng)卡連接有DDR2SDRAM模塊。

借助本發(fā)明上述至少一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明充分利用了FPGA內(nèi)部豐富的資源，用其來(lái)實(shí)現(xiàn)千兆以太網(wǎng)控制器功能。與專用以太網(wǎng)控制芯片相比，更加靈活，網(wǎng)絡(luò)接口更加豐富?？梢酝ㄟ^(guò)軟件定制不同功能的網(wǎng)卡，實(shí)現(xiàn)不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如千兆以太網(wǎng)協(xié)議、POS協(xié)議等。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的千兆虛擬網(wǎng)卡的示意圖；以及

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的千兆虛擬網(wǎng)卡的邏輯框圖。

具體實(shí)施方式

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的千兆虛擬網(wǎng)卡的示意圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的千兆虛擬網(wǎng)卡，采用FPGA芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)千兆以太網(wǎng)控制器功能，該千兆虛擬網(wǎng)卡包括：FPGA模塊102，用于通過(guò)FPGA芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)千兆網(wǎng)卡控制器功能；以及物理接口收發(fā)器104，連接至FPGA模塊，用于與FPGA模塊結(jié)合，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包。

另外，千兆虛擬網(wǎng)卡可以連接DDR2SDRAM模塊106。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的千兆虛擬網(wǎng)卡的FPGA模塊的示意圖。如圖2所示，F(xiàn)PGA模塊102包括：PCIe控制器102-2，用于實(shí)現(xiàn)PCIe總線協(xié)議；PCIe主機(jī)接口模塊102-4，用于在PCIe控制器的控制下，與中央處理器進(jìn)行通信；數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊102-6(Tx，支持TSO功能)，與PCIe主機(jī)接口模塊連接，用于發(fā)送數(shù)據(jù)包到主機(jī)；數(shù)據(jù)包接收模塊102-8(Rx，支持接收端大包分割(Larger?Receive?Offload，LRO)功能)，與PCIe主機(jī)接口模塊連接，用于接收來(lái)自主機(jī)的數(shù)據(jù)包；過(guò)濾模塊102-10，與數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊和數(shù)據(jù)包接收模塊連接，用于對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行過(guò)濾；以及千兆MAC模塊102-12，與過(guò)濾模塊連接，用于進(jìn)行媒體接入控制。以太網(wǎng)MAC模塊由IEEE-802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)定義，它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層，與其接口的是千兆以太網(wǎng)PHY-BCM5482(物理層)。主機(jī)通過(guò)PCIe總線獲得FPGA內(nèi)部的狀態(tài)信息、進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊可以支持TSO(TCP/IPSegmentation?offload，TCP卸載)功能，數(shù)據(jù)包接收模塊可以支持LRO功能。