[發(fā)明專利]使用報頭預(yù)測的低延時聯(lián)網(wǎng)設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380048257.8
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN104641616B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 托馬斯·J·埃茲爾;普圖·哈利·撒巴吉奧;艾勒山多·弗里;克里斯托弗·A·維爾德曼;李明哲;黃偉健;黃之聰
• 申請（專利權(quán)）人: 思科技術(shù)公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11258
• 代理人: 李曉冬

相關(guān)申請

本申請要求于2012年9月18日提交的、題目為“可擴展的低延時多協(xié)議聯(lián)網(wǎng)設(shè)備”的美國臨時申請NO.61/702,312的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總地涉及降低聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的延時。

背景技術(shù)

當(dāng)在高速網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(比如，交換機)中做出轉(zhuǎn)發(fā)決策時，數(shù)據(jù)包報頭到達延遲和處理時間是造成重大延時的原因之一。網(wǎng)絡(luò)處理決策使用數(shù)據(jù)包報頭的比特的一些子集作為輸入。因為數(shù)據(jù)包報頭的比特不會同時到達，所以傳統(tǒng)的交換機設(shè)計方法會使網(wǎng)絡(luò)處理決策延遲，直到所有需要的比特到達為止。

附圖說明

圖1是可以執(zhí)行本文所提出的預(yù)測處理技術(shù)的示例網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的框圖。

圖2是被配置為執(zhí)行預(yù)測處理技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的組件的高級框圖。

圖3是根據(jù)一個示例的能夠進行低延時快速路徑網(wǎng)絡(luò)處理決策的預(yù)測處理單元的框圖。

圖4A和4B是示出用于從接收到的報頭字段預(yù)測尚未接收到的一組報頭字段的預(yù)測處理單元中使用的緩存的示例的示意圖。

圖5是示出使用圖3中所示的預(yù)測處理單元能夠?qū)崿F(xiàn)的延時改進的時序圖。

圖6是示出預(yù)測處理單元的多級級聯(lián)配置的框圖。

圖7是示出預(yù)測處理單元的多級并聯(lián)配置的框圖。

具體實施方式

概述

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收包括多個報頭字段的數(shù)據(jù)包。對數(shù)據(jù)包進行解析，以順序獲取多個報頭字段。基于在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處可用的一個或多個報頭字段預(yù)測在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處尚不可用的一個或多個報頭字段。基于預(yù)測的一個或多個報頭字段和在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處可用的一個或多個報頭字段，生成針對數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)處理決策。

示例實施例

本文提出了預(yù)測數(shù)據(jù)包報頭技術(shù)和多級聯(lián)網(wǎng)決策流水線，以減少低延時網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如，交換機)中的數(shù)據(jù)包的處理時間。預(yù)測數(shù)據(jù)包報頭處理可以使用遲滯、網(wǎng)絡(luò)感知軟件、或其他方法來提供精確的、準(zhǔn)確無誤的數(shù)據(jù)包報頭預(yù)測。

圖1是被配置為執(zhí)行預(yù)測數(shù)據(jù)包報頭技術(shù)和多級聯(lián)網(wǎng)決策流水線技術(shù)的示例網(wǎng)絡(luò)設(shè)備10的框圖。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備10包括被配置為從網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)包并且向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包的多個端口12(1)-12(N)、用于在端口12(1)-12(N)之間交換數(shù)據(jù)包的交換結(jié)構(gòu)14、存儲器16、以及中央處理單元(CPU)17。交換結(jié)構(gòu)14包括一個或多個緩沖器20、一個或多個交換表30、和數(shù)據(jù)包決策單元40(即，預(yù)測處理交換信息庫(SIB))。CPU 17執(zhí)行對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備10的操作的更高級控制。在數(shù)據(jù)包正在被處理時，緩沖器20臨時存儲網(wǎng)絡(luò)設(shè)備10中的數(shù)據(jù)包。

預(yù)測處理SIB 40做出包括但并不限于安全、服務(wù)質(zhì)量(QoS)、統(tǒng)計、入口和出口訪問控制策略、分類、標(biāo)記、添加或刪除數(shù)據(jù)包字段、負(fù)載均衡、多承用處理(multiple tenancy handling)、層2橋接(交換)和層3路由、以及丟棄數(shù)據(jù)包的決策。交換結(jié)構(gòu)14可以被實現(xiàn)在一個或多個專用集成電路(ASICs)中的數(shù)字邏輯門中。

存儲器16可以包括只讀存儲器(ROM)，隨機存取存儲器(RAM)，磁盤存儲介質(zhì)設(shè)備，光存儲介質(zhì)設(shè)備，閃存設(shè)備，電、光、或其他物理/有形存儲器存儲設(shè)備。CPU 17是例如，微處理器或微控制器。因此，存儲器16通常可以包括編碼有軟件的一個或多個有形(非暫態(tài))計算機可讀存儲介質(zhì)(例如，存儲器設(shè)備)，該軟件包括計算機可執(zhí)行指令并且在被(CPU 17)執(zhí)行時可操作以執(zhí)行本文描述的技術(shù)。例如，預(yù)測處理SIB 40的操作可以部分地或完全地在存儲于存儲器16中并由CPU 17執(zhí)行的軟件中被執(zhí)行。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備10可以是任意現(xiàn)在已知的或以后開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括交換機、路由器、網(wǎng)關(guān)、主機設(shè)備上的軟件堆棧、虛擬網(wǎng)絡(luò)接口卡(VNIC)、虛擬交換機、以及物理網(wǎng)絡(luò)接口卡(包括支持虛擬化的網(wǎng)絡(luò)接口卡)。