CN100452757C - 报文转发方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种报文转发方法，包括：多核处理器从扩展接口收到报文，将该报文保存在数据缓冲区中，并通知控制平面收到报文，控制平面收到该通知后，从数据缓冲区中获取该报文，对该报文进行封装后发送给数据平面；本发明同时公开了一种报文转发装置，包括：扩展接口模块和控制平面模块。本发明实现了多核处理器对从扩展接口收到的报文的转发处理，且通过将报文封装成与FMN封装的报文格式同样的格式，向上层转发模块屏蔽了来自不同接口的报文在处理上的差异，简化了软件适配。

Description

报文转发方法和装置

技术领域

本发明涉及多核技术领域，具体涉及一种应用在多核处理器中的报文转发方法和装置。

背景技术

目前，对于采用单中央处理单元(CPU)集中式体系结构的路由器，报文的处理全部由软件完成，受到CPU处理能力的限制，产品的性能很难有较大程度的提升，制约着高性能路由器的发展。专用集成电路(ASIC)、网络处理器(NP)技术虽然能够提供很高的处理性能，但是通用性差、开发周期长且不适于复杂业务的处理，不能满足路由器多业务灵活处理以及快速推出业务的需要，多核处理器的出现提供了解决我们面临问题的一条思路。

多核处理器可以看作是将多个通用的CPU以及一些功能部件集成到一块芯片中形成的一个系统级芯片(SOC)，这些CPU之间以及CPU与集成到芯片上的其他部件间通过高速的内部互联技术进行通信，打破了以往多CPU系统中CPU之间以及CPU与系统其他部件间通信的性能瓶颈，使系统性能得到保证。

通常，具有多个核的处理器的处理模式有两种，一种是对称多处理器(SMP)模式，在该模式下的处理器，所有核具有相同的功能，相当于多个单核设备在并发运行；另一种是非对称多处理器(AMP)模式，在该模式下只有一个或部分核运行在操作系统上，这些核主要承担协议的实现和提供对外的接口；其它核无操作系统支持，主要完成数据转发功能。对于AMP模式，从逻辑上来说，运行操作系统的核称为控制平面，完成数据转发的核称为数据平面。SMP模式在实现上相对简单，但是在该模式下，各核对资源的占用是完全独立的，这样就要求系统有足够的资源如：内存，这对于大部分数据通信设备来说是无法满足的，因此，多核处理器通常采用AMP模式。

在AMP模式下，以RMI公司的XLR处理器为例，由于XLR芯片本身提供快速消息环网络(FMN)的通信机制，千兆以太网接口(GE)控制器可挂在FMN上，这样，当从GE口收到数据后，可通过FMN功能将数据以消息的形式发送到数据平面上，数据平面对收到的消息进行解析，然后对收到的数据进行内存数据缓冲区(MBUF)封装，将封装后的数据提交链路层进行链路解封装处理。

但是，在AMP模式下，由于只有多核处理器自身携带的接口如：GE口可以挂接在FMN上，而多核处理器的扩展接口如：外设部件互联标准(PCI)接口等则无法挂接在FMN上，造成多核处理器无法对从扩展接口收到的报文进行处理。

发明内容

本发明提供一种应用在多核处理器中的报文转发方法和装置，以实现对从多核处理器的扩展接口收到的报文进行转发的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种报文转发方法，该方法用在多核处理器中，包括：

多核处理器从扩展接口收到报文，将报文保存在数据缓冲区中，并通知控制平面收到报文，控制平面收到该通知后，从数据缓冲区中获取该报文，对该报文进行封装后发送给数据平面。

所述通知控制平面收到报文通过：硬件中断的方式通知。

所述方法进一步包括：预先设定一个报文接收查询周期，

所述通知控制平面收到报文包括：

控制平面在所述报文接收查询周期来临时，向扩展接口发送报文接收查询消息，扩展接口收到该查询消息后，检测到在最近一次到本次收到报文接收查询消息之间收到报文，向控制平面返回收到报文通知。

所述通知控制平面收到报文为：通知控制平面的中断处理模块；

所述控制平面收到该通知后，从数据缓冲区中获取该报文包括：

中断处理模块收到该通知后，向报文接收消息队列写入报文接收消息，并向报文接收任务处理模块发送报文接收任务激活事件，报文接收任务处理模块收到所述激活事件后，从报文接收消息队列获取到报文接收消息，根据该报文接收消息从数据缓冲区中获取到报文。

所述报文接收消息携带报文存储地址信息，

所述报文接收任务处理模块从数据缓冲区中获取到报文包括：报文接收任务处理模块根据所述存储地址信息，从数据缓冲区的对应地址中获取到报文。

所述报文接收任务处理模块保存有从扩展接口收到的报文的固定存储地址信息；所述报文接收任务处理模块从数据缓冲区中获取到报文包括：报文接收任务处理模块根据所述固定存储地址信息，从数据缓冲区的对应地址中获取到报文。

所述控制平面对该报文进行封装包括：控制平面将该报文封装成MBUF格式。

一种报文转发装置，该装置位于多核处理器中，包括：扩展接口模块和控制平面模块，其中：

扩展接口模块，用于在收到报文后，向控制平面模块发送已收到报文通知；

控制平面模块，用于根据扩展接口模块发来的已收到报文通知，从数据缓冲区中获取报文，将该报文封装后发送给数据平面模块。

所述装置进一步包括：数据平面模块，用于对控制平面模块发来的报文进行解封装处理，将解封装处理后的报文发送到控制平面模块或其它数据平面模块。

所述控制平面模块包括：中断处理模块、报文接收消息队列模块和报文接收任务处理模块，其中：

中断处理模块，用于根据扩展接口模块发来的已收到报文通知，向报文接收消息队列模块写入报文接收消息，并向报文接收任务处理模块发送报文接收任务激活事件；

报文接收消息队列模块，用于接收中断处理模块写入的报文接收消息，根据请求，将报文接收消息发送给报文接收任务处理模块；

报文接收任务处理模块，用于根据中断处理模块发来的报文接收任务激活事件，从报文接收消息队列模块获取报文接收消息，根据该报文接收消息从数据缓冲区中获取报文，将该报文封装后发送给数据平面模块。

所述控制平面模块包括：报文接收查询模块、报文接收处理模块，其中：

报文接收查询模块，用于在预定的报文查询周期来临时，向扩展接口模块发送报文接收查询消息，在收到扩展接口模块发来的已收到报文通知后，向报文接收处理模块发送已收到报文通知；

报文接收处理模块，用于根据报文接收查询模块发来的已收到报文通知，从数据缓冲区中获取报文，将该报文封装后发送给数据平面模块。

与现有技术相比，本发明在多核处理器从扩展接口收到报文后，将报文保存到数据缓冲区，并通知控制平面已收到报文，然后控制平面从数据缓冲区中获取到该报文，将该报文进行封装后发送给数据平面，实现了在AMP模式下，多核处理器对从扩展接口收到的报文的转发处理，且通过将报文封装成与FMN封装的报文格式同样的格式，向上层转发模块屏蔽了来自不同接口的报文在处理上的差异，简化了软件适配。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的对从多核处理器的扩展接口收到的报文进行转发的流程图；

图2为本发明实施例二提供的对从多核处理器的扩展接口收到的报文进行转发的流程图；

图3为本发明提供的对从多核处理器的扩展接口收到的报文进行转发的装置组成示意图；

图4为本发明实施例一提供的对从多核处理器的扩展接口收到的报文进行转发的装置组成示意图；

图5为本发明实施例二提供的对从多核处理器的扩展接口收到的报文进行转发的装置组成示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：当从多核处理器的扩展接口上收到报文后，通知控制平面，然后控制平面对该报文进行MBUF封装处理，将封装处理后的报文发送给数据平面。

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例一提供的对从多核处理器的扩展接口收到的报文进行转发的流程图，如图1所示，其具体步骤如下：

步骤101：在控制平面上创建一个报文接收消息队列，创建一个报文接收任务处理模块。

步骤102：多核处理器从扩展接口上收到报文，多核处理器将报文存储到直接内存存取(DMA)数据缓冲区，并以硬件中断方式向中断处理模块发送报文接收指示。

步骤103：中断处理模块收到该报文接收指示后，向控制平面的报文接收消息队列写入报文接收消息，同时，中断处理模块向控制平面的报文接收任务处理模块发送报文接收任务激活事件，以通知接收到报文。

每个报文对应一个报文接收消息，报文接收消息可携带报文的存储地址等信息。

步骤104：报文接收任务处理模块收到该报文接收任务激活事件后，从报文接收消息队列获取报文接收消息。

步骤105：报文接收任务处理模块根据获取的报文接收消息，从DMA数据缓冲区中获取到报文。

报文接收任务处理模块根据获取的报文接收消息的个数，从DMA数据缓冲区中获取到对应数目的报文。

报文接收任务处理模块可根据报文接收消息中携带的存储地址信息，从DMA数据缓冲区的对应地址中获取到报文；或者，从扩展接口收到的报文保存在DMA数据缓冲区的固定地址空间内，报文接收任务处理模块保存有该地址信息，根据该地址信息，从该固定的地址空间内获取到报文。

步骤106：报文接收任务处理模块将报文封装成MBUF格式，该MBUF格式的报文中携带接收该报文的接口协议类型信息。

步骤107：报文接收任务处理模块创建核间消息，将该MBUF报文通过该核间消息发送到数据平面上。

步骤108：数据平面收到该MBUF格式的报文后，将该报文的格式转换成自身支持的格式，并将原MBUF格式的报文丢弃，根据该报文中携带的接口协议类型信息，对报文进行解封装处理。

本步骤中，对MBUF报文的格式转换和对转换成后报文的解封装处理具体是由数据平面的链路层解封装模块完成的。

对于从多核处理器的支持不同协议类型的接口收到的报文，数据平面要作不同的解封装处理。

步骤109：数据平面根据该报文的目的地址信息，将解封装处理后的报文发送到控制平面或其它数据平面。

数据平面根据报文的目的地址信息在自身的路由表中查找报文的出接口信息，若出接口为多核处理器扩展的接口如：PCI接口，则将报文发送到控制平面上，若出接口为多核处理器自身携带的接口，则将报文发送到数据平面上。

本发明中，控制平面也可周期性地向扩展接口模块发送报文接收查询消息，以查询是否从扩展接口收到报文。

图2是本发明实施例二提供的对来自多核处理器的扩展接口的报文进行转发的流程图，如图2所示，其具体步骤如下：

步骤201：预先在控制平面上创建报文接收任务处理模块，并设定一个报文接收查询周期。

步骤202：多核处理器从扩展接口上收到报文，多核处理器将报文存储到DMA数据缓冲区。

步骤203：报文接收任务处理模块检测到本次报文接收查询周期来临，向扩展接口模块发送报文接收查询消息。

步骤204：扩展接口模块收到该报文接收查询消息后，若检测到在上次与本次接收到查询消息之间收到报文，则向报文接收任务处理模块发送报文接收指示。

该报文接收指示中携带已收到的报文的数目信息。

步骤205：报文接收任务处理模块收到报文接收指示后，从DMA数据缓冲区中获取到报文。

步骤206～209与步骤106～109相同。

图3是本发明提供的对从多核处理器的扩展接口收到的报文进行转发的装置组成示意图，如图3所示，其主要包括：扩展接口模块31、控制平面模块32和数据平面模块33，其中：

扩展接口模块31：用于在收到报文后，向控制平面模块32发送报文接收指示。

控制平面模块32：用于在收到扩展接口模块31发来的报文接收指示后，从DMA数据缓冲区中获取报文，将该报文封装成MBUF格式的报文，将封装后的MBUF报文通过核间消息发送给数据平面模块33。

数据平面模块33：用于在收到控制平面模块32发来的MBUF报文后，将该报文转换成自身支持的格式，并将原MBUF报文丢弃，根据该报文携带的接口协议类型信息，对该报文进行解封装处理，将解封装处理的报文发送到控制平面模块或其它数据平面模块。

图4是本发明实施例一提供的对从多核处理器的扩展接口收到的报文进行转发的装置组成示意图，如图4所示，该图与图3相比，其区别在于：控制平面模块32主要包括：中断处理模块3211、报文接收消息队列模块3212和报文接收任务处理模块3213，其中：

中断处理模块3211：用于在收到扩展接口模块31发来的报文接收指示后，向报文接收消息队列模块3212写入报文接收消息，并向报文接收任务处理模块3213发送报文接收任务激活事件。

报文接收消息队列模块3212：用于接收中断处理模块3211写入的报文接收消息，并根据报文接收任务处理模块3213的获取请求，将自身保存的报文接收消息发送给报文接收任务处理模块3213。

报文接收任务处理模块3213：用于在收到中断处理模块3211发来的报文接收任务激活事件后，从报文接收消息队列模块3212获取报文接收消息，根据该报文接收消息从DMA数据缓冲区中获取报文，将该报文封装成MBUF格式的报文，将封装后的MBUF报文通过核间消息发送给数据平面模块33。

图5是本发明实施例二提供的对从多核处理器的扩展接口收到的报文进行转发的装置组成示意图，如图5所示，该图与图3相比：控制平面模块32主要包括：报文接收查询模块3221和报文接收处理模块3222，其中：

报文接收查询模块3221：用于在设定的报文接收查询周期来临时，向扩展接口模块31发送报文接收查询消息，在收到扩展接口模块31发来的报文接收指示后，向报文接收处理模块3222发送已收到报文指示。

报文接收处理模块3222：用于根据报文接收查询模块3221发来的已收到报文指示，从DMA数据缓冲区中获取报文，将该报文封装成MBUF格式的报文，将封装后的MBUF报文通过核间消息发送给数据平面模块33。

报文接收查询模块3221和报文接收处理模块3222可同时位于同一个报文接收任务处理模块中。

以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1、一种报文转发方法，该方法用于多核处理器中，其特征在于，包括：

多核处理器从扩展接口收到报文，将报文保存在数据缓冲区中，并通知控制平面收到报文，控制平面收到该通知后，从数据缓冲区中获取该报文，对该报文进行封装后发送给数据平面。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通知控制平面收到报文通过：硬件中断的方式通知。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：预先设定一个报文接收查询周期，

所述通知控制平面收到报文包括：

控制平面在所述报文接收查询周期来临时，向扩展接口发送报文接收查询消息，扩展接口收到该查询消息后，检测到在最近一次到本次收到报文接收查询消息之间收到报文，向控制平面返回收到报文通知。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通知控制平面收到报文为：通知控制平面的中断处理模块；

所述控制平面收到该通知后，从数据缓冲区中获取该报文包括：

中断处理模块收到该通知后，向报文接收消息队列写入报文接收消息，并向报文接收任务处理模块发送报文接收任务激活事件，报文接收任务处理模块收到所述激活事件后，从报文接收消息队列获取到报文接收消息，根据该报文接收消息从数据缓冲区中获取到报文。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述报文接收消息携带报文存储地址信息，

所述报文接收任务处理模块从数据缓冲区中获取到报文包括：报文接收任务处理模块根据所述存储地址信息，从数据缓冲区的对应地址中获取到报文。

6、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述报文接收任务处理模块保存有从扩展接口收到的报文的固定存储地址信息，

所述报文接收任务处理模块从数据缓冲区中获取到报文包括：报文接收任务处理模块根据所述固定存储地址信息，从数据缓冲区的对应地址中获取到报文。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制平面对该报文进行封装包括：控制平面将该报文封装成内存数据缓冲区MBUF格式。

8、一种报文转发装置，该装置位于多核处理器中，其特征在于，包括：扩展接口模块和控制平面模块，其中：

扩展接口模块，用于在收到报文后，向控制平面模块发送已收到报文通知；

控制平面模块，用于根据扩展接口模块发来的已收到报文通知，从数据缓冲区中获取报文，将该报文封装后发送给数据平面模块。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：数据平面模块，用于对控制平面模块发来的报文进行解封装处理，将解封装处理后的报文发送到控制平面模块或其它数据平面模块。

10、如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述控制平面模块包括：中断处理模块、报文接收消息队列模块和报文接收任务处理模块，其中：

中断处理模块，用于根据扩展接口模块发来的已收到报文通知，向报文接收消息队列模块写入报文接收消息，并向报文接收任务处理模块发送报文接收任务激活事件；

报文接收消息队列模块，用于接收中断处理模块写入的报文接收消息，根据请求，将报文接收消息发送给报文接收任务处理模块；

报文接收任务处理模块，用于根据中断处理模块发来的报文接收任务激活事件，从报文接收消息队列模块获取报文接收消息，根据该报文接收消息从数据缓冲区中获取报文，将该报文封装后发送给数据平面模块。

11、如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述控制平面模块包括：报文接收查询模块、报文接收处理模块，其中：

报文接收查询模块，用于在预定的报文查询周期来临时，向扩展接口模块发送报文接收查询消息，在收到扩展接口模块发来的已收到报文通知后，向报文接收处理模块发送已收到报文通知；

报文接收处理模块，用于根据报文接收查询模块发来的已收到报文通知，从数据缓冲区中获取报文，将该报文封装后发送给数据平面模块。

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