[發明專利]多核報文轉發方法、多核處理器及網絡設備

有效

• 申請號: 201210211933.6
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102752198A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 林鏡華
• 申請（專利權）人: 北京星網銳捷網絡技術有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L12/46
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及通信技術，尤其涉及一種多核報文轉發方法、多核處理器及網絡設備。

背景技術

隨著社會信息化程度的加深，人們對互聯網的依賴性越來越強，連接到網絡上的計算機節點也呈級數式的增長。網絡設備等作為計算機互聯的數據交換節點，其數據轉發性能決定了整個網絡的質量。隨著用戶連接數的急劇增長和各種高帶寬應用的出現，主頻提升受限的單核處理器越來越難以滿足高速數據轉發的性能需求，而多核處理器憑借其較低成本的可擴展能力和并行計算的特性，逐漸在網絡通信領域得到廣泛應用。所謂多核處理器，是指在一個硬件芯片上集成多個核心處理器（Core-CPU，簡稱為Core）的處理器，通常是共享內存式結構。多核處理器具備相對獨立的多個處理核，可以并行地執行報文轉發處理程序，報文轉發性能得到較大幅度提高，從而提高了系統整體的吞吐率。

但是，并行執行報文轉發處理程序的多個處理核，由于共享許多硬件和軟件資源，在數據轉發繁忙時，如何使各個處理核協同參與轉發，減少彼此之間的相互等待，充分發揮并行處理能力卻有很大挑戰。另外，由于處理器運行程序的隨機性，各個處理核處理報文的時間不一定相同，造成先進入的報文可能后輸出，產生報文亂序的問題，而對于一個報文流來說，經網絡設備轉發后出現亂序是不被允許的。

為了發揮多核處理器的并行處理能，解決上述報文轉發過程中出現的報文亂序問題，現有技術存在以下解決方案：流水線模式，即將整個報文轉發過程劃分為多個處理階段（Stage），每個處理核負責一個處理階段，組成一條串行的報文處理流水線，但該方式的特點是流水線的每個處理階段都與固定的處理核綁定，每個處理核只會參與唯一一條流水線的一個處理階段，如果各條流水線或者同一條流水線中任務劃分不均衡，可能出現某些處理核很忙，甚至超出其處理能力，但另一些處理核卻很空閑，但是由于每個處理核僅能參與自己綁定的處理階段，所以無法去幫助很忙的處理核，限制了多核處理器的并行能力的提高。報文流與處理核綁定模式，即使用一個前置報文流散列單元，將不同報文流的報文分散到不同的處理核，保證同一報文流被分散到某一個處理核，而該報文流的整個轉發過程均由該處理核完成，但是，該方案的缺陷在于不同報文流的處理負擔差異可能很大，即使報文流散列單元實現均衡散列，也會造成某些處理核比較空閑，而另一些處理核比較繁忙，同樣限制了多核處理器的并行能力的提高。

發明內容

本發明提供一種多核報文轉發方法、多核處理器及網絡設備，用以提高多核處理器的并行處理能力。

本發明提供一種多核報文轉發方法，包括：

將接收到的報文散列存儲到不同改進流水線對應的報文組中，以使同一報文流的報文被散列存儲到同一改進流水線對應的報文組中；其中，每條改進流水線由改進流水線對象維護，每個改進流水線對象包括所維護的改進流水線的標識以及由所維護的改進流水線的每個處理階段分別封裝成的虛線程對象，每個虛線程對象包括對應的處理階段使用的處理函數、私有對象指針、虛線程優先級、虛線程狀態和虛線程對象名稱，每個虛線程對象中的虛線程對象名稱用于標識每個虛線程對象對應的處理階段，每個虛線程對象中的私有對象指針指向每個虛線程對象所屬改進流水線的滑動窗口的一個位置，每條改進流水線的滑動窗口中的報文來自于每條改進流水線對應的報文組，其中，同一改進流水線中對應的處理階段越往后的虛線程對象的優先級越高，不同改進流水線中對應相同處理階段的虛線程對象的優先級相同；

多核處理器中的處理核按照優先級由高到低的順序，從全局虛線程對象序列中獲取虛線程對象，其中所述全局虛線程對象序列存儲有各個優先級下處于就緒狀態的虛線程對象，且同一優先級下各個處于就緒狀態的虛線程對象按照先進先出的順序存儲到所述全局虛線程對象序列中；

所述處理核執行所述獲取的虛線程對象中的處理函數，以完成對所述獲取的虛線程對象中的私有對象指針對應的待處理報文的轉發處理。

本發明提供一種多核處理器，包括：多個處理核；

每個處理核包括：