[發(fā)明專利]一種網(wǎng)絡設備寫表方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310717789.8
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN104731711A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設計）人: 姜海明;王治春
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02;G06F12/08
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 梁軍

技術領域

本發(fā)明涉及通信領域，特別是涉及一種網(wǎng)絡設備寫表方法及裝置。

背景技術

現(xiàn)今網(wǎng)絡發(fā)展速度驚人，網(wǎng)絡流量的增長及新業(yè)務的出現(xiàn)，需要網(wǎng)絡設備具有線速和靈活的處理能力。目前網(wǎng)絡芯片包括集成電路（Application?Specific?Integrated?Circuit，簡稱為ASIC）和NP（網(wǎng)絡處理器）兩大類。

網(wǎng)絡芯片外圍接口非常豐富，如靜態(tài)隨機存儲器（Static?RAM，簡稱為SRAM）、三態(tài)內容尋址存儲器（ternary?content?addressable?memory，簡稱為TCAM）、同步動態(tài)隨機存儲器（Synchronous?Dynamic?Random?Access?Memory，簡稱為SDRAM）等，這些存儲器存放著各種業(yè)務表項，如端口表、介質訪問控制（medium?access?control，簡稱為MAC）表、路由表等；另外，芯片內部包括大量的寄存器。

網(wǎng)絡設備運行過程中，控制層軟件會頻繁的與芯片進行交互，比如下發(fā)業(yè)務配置等。對芯片而言，主要就是讀寫芯片存儲器和內部寄存器。目前很多網(wǎng)絡設備表項、寄存器配置是通過CPU（中央處理器）與芯片進行消息交互實現(xiàn)的。

目前Linux操作系統(tǒng)廣泛應用于網(wǎng)絡設備驅動中，Linux系統(tǒng)分為用戶態(tài)和內核態(tài)兩個層面。芯片驅動層次如圖1所示的Linux系統(tǒng)設備驅動軟件層次示意圖，目前網(wǎng)絡設備驅動發(fā)送消息的通常做法是用戶態(tài)申請內存并將消息填充到用戶態(tài)內存中，由于實際與芯片交互的是內核層，因此必須將消息從用戶態(tài)的內存拷貝到內核態(tài)的內存中，然后從內核態(tài)的內存通過總線寫入硬件芯片中。

由于網(wǎng)絡交換設備中消息交互非常頻繁，極限情況每秒鐘可能有上萬條消息發(fā)送，因此這涉及了大量的內存申請，以及用戶態(tài)、內核態(tài)的拷貝操作。這對網(wǎng)絡設備的CPU是一個很大的負擔，影響了網(wǎng)絡設備的寫表效率。

針對相關技術中網(wǎng)絡設備寫表方法對CPU的負擔較大的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內容

針對相關技術中網(wǎng)絡設備寫表方法對CPU的負擔較大的問題，本發(fā)明提供了一種網(wǎng)絡設備寫表方法及裝置，用以解決上述技術問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種網(wǎng)絡設備寫表方法，其中，該方法包括：內核空間預先申請內存，將內核空間內存映射到用戶空間，得到用戶空間內存地址；上述用戶空間向上述內核空間申請上述內核空間內存，得到對應的用戶空間內存地址；將上述用戶空間內存地址和消息大小記錄在緩沖區(qū)buffer描述符中傳遞給上述內核空間；上述內核空間將上述用戶空間內存地址轉換為內核空間內存地址，通過直接內存存取（Direct?Memory?Access，簡稱為DMA）控制器將消息寫入芯片。

優(yōu)選地，內核空間將內核空間內存映射到用戶空間，得到用戶空間內存地址之后，上述方法還包括：內核空間根據(jù)上述用戶空間內存地址，計算上述用戶空間內存地址相對于內核空間內存地址的偏移量；其中，上述偏移量=內核空間內存地址－用戶空間內存地址。

優(yōu)選地，用戶空間向內核空間申請上述內核空間內存，得到上述用戶空間內存地址，包括：用戶空間向內核空間申請內核空間內存，得到其內核空間內存地址；用戶空間根據(jù)上述偏移量和上述內核空間內存地址，計算得到用戶空間內存地址。

優(yōu)選地，內核空間通過上述DMA控制器將消息寫入芯片，包括：內核空間將上述內核空間內存地址和上述消息大小，傳遞給上述DMA控制器，內核空間的驅動通過上述DMA控制器將消息寫入芯片。

優(yōu)選地，用戶空間將待釋放的用戶空間內存地址，記錄到上述buffer描述符中傳遞給內核空間；內核空間根據(jù)上述偏移量和上述用戶空間內存地址，計算得到內核空間內存地址；內核空間將上述內核空間內存地址傳遞給內核空間的驅動；內核空間的驅動釋放上述buffer描述符。

優(yōu)選地，內核空間將上述內核空間內存映射到用戶空間，包括：內核空間將上述內核空間內存，通過mmap映射到用戶空間。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供了一種網(wǎng)絡設備寫表裝置，應用于內核空間，其中，該裝置包括：內存申請模塊，用于預先申請內存，將內核空間內存映射到用戶空間，得到用戶空間內存地址；消息寫入模塊，用于在接收到用戶空間傳遞的用戶空間內存地址后，將上述用戶空間內存地址轉換為內核空間內存地址，通過直接內存存取DMA控制器將消息寫入芯片。