CN101569119A - 用于在分组处理系统中使用元分组的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

元分组被用于更高效地重组分组以及更高效地进行其他分组处理操作。元分组是由排队系统中的硬件解析的特殊类型的分组。元分组不是直接包含数据，而是包含用于从分组处理系统中的各个可标识存储位置构建所需分组的指令。由于重组后的分组替换了元分组，因此分组排序得到了保持。例如，假定元分组处于分组序列中的正确位置，则替换元分组的(一个或多个)分组也将被维持以相同的分组序列顺序。元分组和常规分组两者可以使用相同的队列和排队系统来处理，并且可被自由地混合，从而允许重组后的分组和完整分组的共存。元分组向完整分组系统提供了分组重组能力，并且增大了完整分组或分散－聚集系统的可扩展性。

Description

用于在分组处理系统中使用元分组的方法和装置
背景技术
在许多分组处理系统中，分组被存储在缓冲器中，以便提供排队来处理流量突发，为某些类别的流量提供优先调度，等等。对于这样的分组存储存在两种主要的范例：完整分组，或者某种类型的分散/聚集，其中分组被表示为指向分组片断的一个或多个指针。完整分组存储方法在简单性上有某些很大的优点。但是，在只需要访问分组的一部分的情况下，或者在分组以(被分段的)片断的形式被接收(或发送)，然后必须被重组的情况下，分散/聚集方法的带宽效率可能更高。
即使在完整分组系统中，由于诸如多链路点对点协议(MLPPP)、链路分段和交织(LFI)以及帧中继论坛(FRF)实现方式FRF.12之类的协议，也需要分组片段的重组。在完整分组系统和分散-聚集系统两者中，用于实现这些协议的分组重组技术都具有有限的可扩展性。
例如，在存储完整分组的系统中，在任一时间可能只有分组的一部分可用，或者不同的片段可能以任意顺序到达。当片段最终被撤出队列时，同一分组的不同部分随后必须被放回一起。为了动态跟踪和访问构成重组后的分组的不同数据片断，需要大量的处理器带宽。
因而，仍需要提高将分组片断重组成完整分组的效率。本发明解决了这一问题以及与现有技术相关联的其他问题。
发明内容
元分组被用于更高效地重组分组并且更高效地进行其他分组处理操作。元分组是由排队系统中的硬件解析的特殊类型的分组。元分组不是直接包含数据，而是包含用于从分组处理系统中的各个可标识存储位置构建所需分组的指令。由于重组后的分组替换了元分组，因此分组排序得到了保持。例如，假定元分组处于分组序列中的适当位置，则替换元分组的(一个或多个)分组也将以相同的分组序列顺序被维持。元分组和常规分组两者都可以使用相同的队列和排队系统而被处理，并且可被自由地混合，从而允许重组后分组和完整分组的共存。元分组为完整分组系统提供了分组重组能力，并且增大了完整分组或分散-聚集系统的可扩展性。
元分组可用于单独地或与分组重组相结合地执行其他分组处理操作。例如，元分组可用于帮助管理分组排队操作、提供定时基准，以及发起其他分组处理操作和命令。
本发明的以上和其他目的、特征和优点将从以下参考附图对本发明的优选实施例的详细描述中变得更清楚。
附图说明
图1是示出元分组如何被用于重组分组的图。
图2是示出元分组的一个示例的框图。
图3是示出元分组如何被生成并用于组装和丢弃分组队列中的分组的图。
图4是示出元分组如何被用于冲刷(flush)分组调度器中的队列的图。
图5是示出元分组如何对分组进行重新排队以提供定时基准的图。
图6是用于重新生成额外的元分组并且用于分出(branch off)定时基准分组的元分组的另一示例。
具体实施方式
图1示出使用元分组(meta-packet)20来更高效地进行某些分组处理操作的分组处理系统10。分组处理系统10可被用于任何用于处理分组的网络处理设备，例如路由器、交换机、网关、服务器、个人计算机等等。在此示例中，分组流11被分组处理系统10接收。分组流11可包括普通分组14和分组片段30两者。初始处理级将普通分组14存储到缓冲器13B中，并将分组片段30存储在缓冲器13A中。
常规分组14是通常可包括分组头部和分组有效载荷的任何普通数据或控制分组。例如，常规分组14可以是因特网协议(IP)分组或任何其他类型的网络分组。以下提到普通分组、常规分组、数据分组、控制分组或网络分组一般是指能够通过分组交换网络来传输的任何分组以及这些分组在分组处理系统中被处理时的任何形式和变换。
分组片段30通常是一个或多个分组的一些部分，使得给定分组的所有部分将(最终)出现在分组流中。在一些实现方式中，可能有多个分组流11，并且来自同一分组的分组片段可分布在多个分组流中。在像这样的情况下，对于每个分组流可以有一个缓冲器13A。
分组处理系统10中的处理器12将普通分组14发送到排队系统25中的第一分组缓冲器16B。在此示例中，处理器12生成标识缓冲器13A中的分组片段30的元分组20。元分组20被发送到排队系统25中的第二缓冲器16A。
元分组20包含嵌入式元命令(meta-command)22，该嵌入式元命令22在一个应用中被用于重组被分段的普通分组30(聚集被分段的普通分组30的片断)。其他嵌入式元命令22可被用于执行其他数据操纵、重组和控制操作。元分组20导致普通分组的重组24，普通分组的重组24随后在输出数据流17中替换元分组20。在此示例中，元分组20充当对普通分组的间接指示，该普通分组可能是许多片断的形式。重组后的分组24固有地维持与元分组20先前维持的分组流中相同的顺序。因而，对于从元分组20创建的重组后分组24，不需要执行专门的分组排序操作。对于诸如MLPPP这样的在其输出流中混合了正规分组和重组后的分组的协议，这一点尤其有益。
进一步来说，在排队系统25中，普通分组14被加入到分组队列16B中，而元分组20被加入到不同的控制或分组数据队列16A中。在一个示例中，队列16中的一些可以是先进先出(FIFO)型缓冲器。元分组20和普通分组14位于分组队列16A和16B中，同时等待被排队处理器18进一步处理或撤出队列。排队处理器18可将分组14和24发送回分组处理系统10中的不同存储器或处理元件以便进一步处理，或者可将分组14和24发送到不同的外部端口。例如，分组1、2和3以及重组后的分组24都被显示为正被排队处理器18输出到输出端口31。
元分组20通过分组头部21中的比特(或字段)与常规分组14相区分。关于分组是元分组20的情况也可用某种其他的方式来指示，其中包括带外信令。元分组20以与任何其他分组14相同的方式被处理，直到它到达分组处理系统10中的某个点为止。一般来说，元分组20是在分组通过调度器被汇集之后在排队系统25中的出口排队级中与常规分组14区分开来的。当然，下述元分组操作也可在分组处理系统10中的其他级发起。
排队系统25根据分组头部21中的标志来检测元分组20。代替执行诸如提供分组传送之类的普通分组操作，排队系统25利用元分组处理23来解析和执行元分组20中所包含的元命令22。元命令22可以使排队处理器18产生重组后的分组24或执行排队系统25通常不执行的其他分组处理操作。例如，元命令22可被用于元分组重生成32、定时再循环34、命令发起36、分组丢弃38和分组重排队40。这些示例性的操作都在下文更详细描述。
分组重组应用中的元分组20有效地充当指向一个或多个分组或分组片段的指针。例如，元分组20包含指向当前存储在分组处理系统10中的不同分组或分组片段30的元命令22。元命令22还可使排队处理器18将其他信息加载到重组后的分组24中，例如分组长度信息26和其他常数28。由元命令22创建的重组后的分组24随后在输出数据流17中替换元分组20。因而，如上所述，重组后的分组24自动地在排队系统25所处理的数据流17中维持相同的相对位置。
排队系统25实质上执行来自元分组20的命令以在调度器120(见图4)的控制下按适当的顺序从队列16的头部去除分组。本示例中的元分组20是由软件提供的类似命令的微序列，这些命令被排队处理器18按顺序执行。虽然元分组20中的元命令22与从队列中去除普通分组以进行传输的“指令”相类似，但元命令22可以按下面进一步描述的若干方式被扩展。
图2示出一些元命令22的示例。元分组20在分组头部21中包括公共前导56，其包含向排队处理器18(图1)标识分组为元分组的标志或比特。元命令22可包括长度调节命令58，该长度调节命令58使得排队处理器18确定重组后的分组24的长度并将该长度信息(可能已按长度调度命令的规定而被修改)插入到公共前导或头部26中，或者插入到重组后的分组的任何其他部分中。分组命令60使得排队处理器18将命令60中所包含的常数插入到重组后的分组24中。该常数可与长度调节命令58结合使用以形成介质访问控制(MAC)头部或其他头部或尾部信息26。
如上所述的元分组命令22还允许来自若干个完全不同的队列和存储器元件的分组重组操作。例如，分组或其他数据51可被包含在存储器50中。其他分组数据可能驻留在分组队列52和54中。例如，重组后的分组24的额外头部信息(数据X)可驻留在存储器50中，第一分组片段#0可驻留在分组队列52中，而第二分组片段#1可驻留在分组队列54中。
元命令62指示排队处理器18将存储器50的地址AA BBCC处的内容插入到重组后的分组24的头部字段28中(或者更准确地说，插入到下一顺序部分中)。元命令62还可以包括一个长度字段，该长度字段指示从被标识的地址位置开始应当读取多少数据。元命令64和66随后指示排队处理器18分别将来自分组队列52和54的分组片段#0和#1插入到重组后的分组24的位置30A和30B中。
元分组指针62、64和66有效地“聚集”和重组来自多个不同的存储器结构(例如来自存储器50和不同的分组队列52和54)的所需分组和数据。这可以用来支持MLPPP或其他类似的创建被分段分组的协议。虽然优选地，为了实现的简单，诸如此类的元命令顺序地构建重组后的分组，但是另一实施例允许每个元命令指定在重组后的分组中它所指示的位置。在此实施例中，另一类型的元命令可指定元命令的重组处理未以其他方式填充的任何位置的“背景”样式。
引用元分组命令67使得排队系统25获取现有元分组20的一部分并将其复制到新分组24中。在此示例中，引用命令67指示排队系统25将来自元命令60的常数复制到分组24中。但是，引用命令67也可用于将相同元命令56-67中的任何元命令复制到分组24中。例如，引用元命令67可以照搬地将插入命令62-66、长度调节命令28等等中的任何一个复制到分组24中。引用命令24例如可用于生成额外的元分组，如下面图5和6中所述。
创建元分组
图3更详细示出了元分组如何被生成并被用于重组分组、丢弃分组和维护分组优先级的一个示例。多个不同的分组和/或分组片段被排队系统25接收到不同的分组队列80中。
在此示例中，第一分组队列A当前包含分组1的第一分组片段(pkt1-A)、第二分组的第一分组片段(pkt 2-A)、第三分组的第三分组片段(pkt 3-C)和第三分组的第四分组片段(pkt 3-D)。分组队列B包含分组1的第三片段(pkt 1-C)、第二分组的第二分组片段(pkt 2-B)和第二分组的第三分组片段(pkt 2-C)。分组队列C包含第一分组的第四片段(pkt 1-D)、第三分组的第一和第二片段(pkt 3-A、pkt 3-B)和第五分组的第一片段(pkt 5-A)。
处理器82监视不同的分组1-5到达分组队列80中，并且维护记分板83，该记分板83跟踪哪些分组和分组片段位于哪些分组队列80中。处理器82还确定单独的高优先级分组队列D中的被接收分组4是高优先级分组。这可以基于分组4的头部中所包含的服务质量(QoS)信息来检测。
记分板83列出为了正确地重组分组片段，分组队列80需要被排队处理器18读取的顺序。例如，为了正确地重组分组2的片段，排队处理器18需要首先从队列A读取pkt 2-A，从队列B读取pkt 2-B，并从队列B读取pkt 2-C。利用此知识，处理器82从按顺序列出队列A、队列B和队列B的记分板83形成元分组2。
控制处理器82还可在元分组2中包括更新长度元命令106，以及其他命令，以产生格式正确的重组后分组。更新长度命令106使得排队处理器18识别重组后的分组2的总长度并且将识别出的分组长度89插入重组后的分组88中。对于分组3的分组片段pkt 3-A、pkt 3-B、pkt 3-C和pkt 3-D，形成类似的元分组3。
分组优先级
元分组的另一特征是与分组处理器10所提供的QoS服务联合工作的能力。例如，高优先级分组4被排在分组队列D中，该分组队列D不同于用来缓冲被分段分组的分组队列A、B和C。排队处理器18可以在输出必须从分组片段重组的其他分组1、2和3之前，输出在输出分组流的位置86中的分组4。
在另一实施例中，一旦高优先级分组4被接收到，处理器82就可将其实际内容直接定位到控制/数据队列16中。在此示例中，高优先级分组4可被定位在控制/数据队列16中元分组1、2和3之前。
分组丢弃
处理器82将以类似于分组2和3的元分组的方式形成分组1的元分组。但是，在此示例中，分组1的第二分组片段pkt 1-B从未在分组队列80中被接收到，或者它在某个预定时间段内未被接收到。例如在分组片段pkt 1-B在通过因特网传输时被丢弃或丢失的时候，可能发生这种情况。处理器82可具有一个定时器，该定时器在某个预定的时间段内等待分组片段pkt 1-B到达分组队列80中。在超时时段期满之后，处理器82确定分组1的所有其他接收到的分组片段都应当被丢弃。
因此，元分组1被处理器82构造，以分别从分组队列A、B和C中高效地丢弃分组片段pkt 1-A、pkt 1-C和pkt 1-D。例如，代替包含插入元命令，元分组1包含丢弃元命令94，该丢弃元命令94指示排队处理器18从分组队列80中读取并丢弃分组1的不完整分组片段集合。
处理器82还可包括丢弃长度标识符元命令96，该元命令96随后被用于通知分组处理器10中的处理设备分组1已被丢弃，并且还标识已被丢弃的分组1中的数据量。这可以用于支持分组处理器10中的统计分析操作。在一个实施例中，该丢弃信息可经由某种类型的FIFO被发送到处理器。在此示例中，具有丢弃命令94的元分组1还构造了包含丢弃长度和其他信息的小控制分组88，并经由单独的队列将该分组转发到处理器。
元分组处理
排队处理器18从位置98开始按顺序读取控制/数据队列16中的元分组和普通分组。在输出分组队列D中的高优先级分组之后，排队处理器18从控制/数据队列16读取元分组1。如上所述，元分组1包含指示排队处理器18丢弃分组队列A中的下一分组的第一命令。元分组1中的第二元命令指示排队处理器18丢弃分组队列B中的下一分组，并且第三元命令指示排队处理器18丢弃分组队列C中的下一分组。因此，排队处理器18从分组队列A、B和C读取和丢弃分组1的分组片段84。
如上所述，元分组1还可包括另一元命令96，该元命令96指示排队处理器18标识被丢弃的数据量并且可包括与被丢弃的元分组1相关联的头部信息。例如，分组88可以被发送到与这个流中的其它分组无关的目的地，以用于统计分析。排队处理器18可通过跟踪在执行元分组1中的命令时所读取的数据量来很容易地识别被丢弃的数据量。
在完成元分组1的元指令之后，排队处理器18读取队列16中的下一元分组2。元分组2指示排队处理器从分组队列A中读取下一数据元素(pkt 2-A)，然后从分组队列B读取下两个数据元素(pkt 2-B、pkt 2-C)。片段pkt 2-A、pkt 2-B和pkt 2-C随后被排队处理器18重组并输出作为重组后的分组90。如上面也已提到的，元分组2还可包括长度更新元命令106，该元命令106使得排队处理器18导出并包括重组后的分组90的长度信息。排队处理器18相应地将分组长度值89置于重组后的分组90中。这也是由排队处理器18通过跟踪在执行元分组2时从分组队列80读取的数据量来很容易地确定的。在一些实施例中，长度更新元命令106可将长度的修改后的(移位的、舍入的、添加了偏移量的等等)版本插入到重组后的分组90中。排队处理器18随后重组和输出包含分组3的所有分组片段的分组92。
队列冲刷和CSR命令
参考图4，调度器120包含队列122，该队列122包含标识存储器和/或缓冲器和/或队列124中所包含的分组的位置的分组句柄或指针。存储器和/或缓冲器和/或队列124在下文中一般被称为存储器124。调度器120可包含通过多个调度层126和128来处理的多个不同的队列122A-122D。队列122中的分组句柄传播经过不同的调度层，直到它们最终到达根层(root layer)128为止。从根层128输出的分组句柄标识存储器124中被排队处理器18读取以便输出回分组处理系统进行额外处理或输出到输出端口的下一分组。元分组可以同样有效地被用于图4所示的调度器分散/聚集体系结构中。
在此示例中，队列122A包含分组A、B、元分组X1和分组C的分组句柄。为了确定队列122何时完全为空，分组处理器(例如图3中的处理器82)将元分组X2、X3、X4和X5分别发送到队列122A、122B、122C和122D中的每一个。队列122A、122B、122C和122D中分别在元分组句柄X2、X3、X4和X5中的每一个之前的分组句柄随后通过分组调度器120和排队系统25被处理。
例如，分组A和B的分组句柄150A和150B被分别发送到排队处理器18，排队处理器18随后从存储器124读取相应的分组A和B。排队处理器18随后接收标识存储器124中的元分组X1的分组句柄150C。排队处理器18从存储器124中读取与分组句柄150C相对应的数据，并通过检测元分组标志140来确定数据是元分组。元分组X1包括元命令142和144，元命令142和144指示排队处理器18从存储器124分别读取分组片段#1和#2。这两个分组片段#1和#2被重组成分组133，分组133随后在此示例中与分组A、B和C一起被发送到输出端口。
如上所述，元分组X2-X5的分组句柄分别被加载到不同的队列122A-122D中。当被调度器120分配时，排队处理器18从存储器124中用相关联的分组句柄150E标识的位置读取元分组X2。元分组X2同样通过标志140被标识为元分组。元分组X2包含重新入队元命令138，该元命令138指示排队处理器18将所得到的由元分组X2创建的内容发送到控制队列X，而不是执行利用其创建的分组替换普通输出流中的元分组的普通操作。
在一个示例中，排队处理器18通过执行元分组X2中的元命令137来生成标识符分组137。标识符分组137被元命令138引导到控制队列X。控制队列X中的标识符分组137向分组处理元件(PPE)134提供通知：队列122A中元分组X2之前的内容尚未被撤出队列。标识符分组可以按任意种方式来创建，例如作为元分组中的常数数据，或者通过从存储器读取数据或从队列读取分组/片段的命令来创建，等等。
类似地，从存储器124读取的元分组X3、X4和X5还指示排队处理器18将标识符分组137发送到同一控制队列X。在此示例中，当四个分组标识符137在控制队列X中被接收到时，PPE 134知道在元分组X2-X5之前的所有数据现在都已从队列122中冲刷出。这可以触发PPE 134随后重新配置队列122以用于其他操作。在一些实施例中，多个标识符分组137可以被相同地构造；在其他实施例中，它们可以是不同的，以指示其与哪个队列相关联。
在队列冲刷应用的另一方面中，元分组X2-X5中的一个或多个可以包含元命令136，该元命令136使得排队处理器18发出命令状态寄存器(CSR)命令151。这样，元命令可指示排队系统25执行其他系统操作，例如命令状态寄存器(CSR)读/写，包括将CSR内容插入到重组后的分组中。CSR操作的一种使用是与队列移动相结合，其中，一旦队列中的所有数据(直到置于队列末端的元分组为止)被冲刷，该元分组就自动发出禁用或移动队列的CSR操作。
例如，元分组X2-X5之一可包含元命令136，该元命令136使得排队处理器18发出CSR命令151，该CSR命令151随后将队列122重新配置为以不同的输出目的地进行工作。这使得PPE 134无需监视和执行重新配置操作。
在另一应用中，排队处理器18可被用于重复地读取CSR寄存器中所包含的性能计数器。例如，CSR命令136执行返回性能计数器的值的CSR读取。性能计数器值随后被插入到元分组所生成的组装后的分组中。包含性能计数器结果的组装后的分组随后可被发送到处理器，以便通过将组装后的分组重新排入到不同的队列中或者诸如将分组发送到用于控制信息的输出接口之类的其他方式，来进行进一步处理。
重新入队和元分组分支(branching)
参考图5，除了以上图4中描述的重新入队示例之外，元分组还可被用于多个不同的重新入队和分支操作。图5示出了分组处理器170的一种实现方式，其包括各自操作多个不同的线程175的多个分组处理元件(PPE)174。传入分组171从分组网络被接收并被存储在全局分组存储器(GPM)172中。
分组171在被PPE 174处理之前或之后可被发送到执行上述元分组操作的排队系统184。排队系统184包括对分组177、178和176进行排队的缓冲器、队列、调度器(BQS)180，以及处理在BQS 180中被排队的分组的输出分组模块(OPM)182。传入分组171被PPE 174处理，创建GPM 172中的传出分组176、177和178。GPM 172随后将传出分组176、177和178转发到排队系统184。
OPM 182可提供以上在图1-4中描述的排队处理器18所提供的一些或所有操作。除了包含分组缓冲器之外，BQS 180还可访问分组缓冲器存储器190中的分组。
排队系统184提供从OPM 182返回BQS 180的重新入队路径185，并且还提供从OPM 182返回GPM 172的再循环路径186。重新入队路径185和再循环路径186可与元分组结合使用，以提供额外的分组处理操作。在一个示例中，元分组被用于向PPE 174提供定时信息。
例如，PPE 174可能需要跟踪某个相对的时间段以确定何时丢弃分组，例如以上在图3中描述的分组1。PPE 174可生成元分组176，该元分组176随后可被用于发起时间戳生成过程。所生成的时间戳随后被用于发起不同的分组处理操作。在此示例中，PPE 174之一生成元分组176，该元分组176以与其他可包含数据或控制信息的普通分组178和分组片段177相同的方式被发送到排队系统25。元分组176与其他普通分组178和分组片段177一起在BQS 180中被排队，并最终被OPM 182撤出队列。元分组176中所包含的元命令在图6中更详细描述。
元分组176可通过使用分组结束(EOP)标记来创建多个重组后的分组。元分组176还可独立地控制不同的重组后分组的目的地。虽然默认是用重组后的分组替换数据流中的元分组，但一些重组后的分组可在排队系统25中被重新入队，如以上图4所述。在图5所示的另一实施例中，重组后的分组之一是用于重复地生成定时分组的另一元分组。
参考图5和6两者，元分组176包括第一重新入队元命令250，该元命令250指示OPM 182将所得到的根据后续元命令254生成的分组重新入队到BQS 180。下一元命令252随后标识BQS 180中的队列A以用于对所得到的分组进行重新入队。下一元命令254生成与元分组176实质上相同的另一元分组212A。
元命令254可以是重组元分组212A的存储器插入命令和常数值的任意组合。例如，元命令254可包括针对存储器190中的地址位置191的存储器插入指令。地址191可包含同一元分组176。元命令254之后是分组结束(EOP)元命令256，该元命令256使得OPM 182将元分组212A重新加入到队列A中。
在另一实施例中，图2所示的引用元命令67被用于生成元分组212A。例如，引用命令可简单地指示OPM 182将元命令250-264复制到元分组212A中。
OPM 182随后继续处理额外的元命令258-264。元命令258和260指示OPM 182将随后组装的第二分组214A重新入队到GPM 172中。元命令262随后被用于生成定时分组214A。定时分组214A的内容同样可利用元命令常数、对存储器190的访问或者对BQS 180中的队列的访问的任意组合来生成。定时分组214A随后在EOP命令264被OPM 182检测到时被重新入队到GPM 172。在另一实施例中，队列A可通过再循环路径186被连接到GPM 172，使得定时分组214A不需要被重新入队。取而代之，定时分组214A将会自然地去往GPM 172，就好像元分组212A那样，如果不是为了与之相关联的重新入队的话。
图5示出了OPM 182对元分组212A和定时分组214A进行重新入队的结果。定时分组214A通过再循环路径186从OPM 182被输出到GPM172。该定时分组214A被PPE 174中的一个或多个用作用来执行基于定时的操作的时间戳基准。例如，定时分组214A可与时间T1相关联。
元分组212A随后以与第一元分组176相同的方式在排队系统25中被处理。具体而言，元分组212A生成另一元分组212B，该元分组212B包含与元分组176和212A相同的元命令。元分组212A还生成被经由OPM182发送到GPM 182的另一定时分组214B。第二定时分组214B随后可被用作第二时间戳值T2。
元分组212A和212B在经过BQS 180和OPM 182的同时被发送到具有某个相对较快且可重复的时间间隔的控制队列A。这使得定时分组214A和214B能够以相对可重复的周期性时间间隔被生成。在另一实施例中，元分组176可包含对还通过路径192分支到输出端口的分组进行组装的命令。因而，同一元分组176可生成分支到BQS 180、GPM 172中的重新入队操作和分支到输出端口的不同分组。
元分组可包含任何类型的指令，例如加密/解密、散列(hashing)、数据完整性检查命令，并且不限于简单地移动数据。元分组也可被发送到在排队系统中的它们自己的队列，而不是在分组队列中与普通分组自由地混合。因而，元分组提供了与当前处理技术相比更高效、更灵活地执行的分组处理操作。
这些操作包括以下能力：很容易地以低开销由片段重组分组，并提供指示分组传输何时达到了某些水印(watermark)(例如队列何时排空)的“标记”。元分组还可提供更多先进的特征，例如经由分组传输触发其他操作，例如CSR修改等等。元分组以相对高效的方式并且以同时还保持了分组排序的方式提供所有这些功能。
上述系统可使用执行一些或所有操作的专用处理器系统、微控制器、可编程逻辑器件或者微处理器。上述操作中的一些可以用软件实现，而其他操作可以用硬件实现。
为了方便起见，操作被描述为各种互连的功能块或不同的软件模块。但是，这并不是必要的，可能存在这些功能块或模块被等效地集合到单个逻辑器件、程序或操作中而没有明显边界的情况。在任何情况下，具有灵活接口的这些功能块和软件模块或特征可由其自身实现，或者与其他操作相结合用硬件或软件来实现。
已经在本发明的优选实施例中描述和图示了本发明的原理，应当清楚，本发明的布置和细节可被修改，而不脱离这样的原理。申请人要求所有修改和变化都在所附权利要求的精神和范围之内。

Claims (39)

1.一种分组处理系统，包括：
排队系统，其包括存储数据分组和/或元分组的分组队列，和对所述数据分组进行分组传送操作并执行所述元分组中所包含的元命令的排队处理器。
2.根据权利要求1所述的分组处理系统，其中所述排队系统按与所述数据分组和所述元分组在所述队列中被存储的情况相对应的顺序来处理所述数据分组和所述元分组。
3.根据权利要求1所述的分组处理系统，其中所述排队系统按所述元分组中所包含的顺序来顺次地处理所述元命令。
4.根据权利要求1所述的分组处理系统，其中，所述元命令中的一个或多个元命令使得所述排队系统将来自存储器或来自所述分组队列的数据重组成数据分组，然后用重组后的数据分组来替换所述元分组。
5.根据权利要求4所述的分组处理系统，其中，所述元命令中的一个或多个元命令使得所述排队系统识别所述重组后的数据分组的长度，然后将所识别的长度或其函数包括在所述重组后的数据分组中。
6.根据权利要求1所述的分组处理系统，其中，所述元命令中的一个或多个元命令使得所述排队系统生成另一数据分组或另一元分组。
7.根据权利要求1所述的分组处理系统，其中，所述元命令中的一个或多个元命令使得所述排队系统向所述分组处理系统中的其他处理或控制元件发出命令。
8.根据权利要求1所述的分组处理系统，其中，所述元命令中的一个或多个元命令使得所述排队系统丢弃所述分组队列中的数据分组。
9.根据权利要求8所述的分组处理系统，其中，一个或多个元命令使得所述排队系统生成标识所述被丢弃的数据分组中被丢弃的数据量的报告。
10.根据权利要求9所述的分组处理系统，其中，所述报告作为组装后的分组的一部分被返回到处理或控制元件。
11.根据权利要求1所述的分组处理系统，其中，所述元命令中的一个或多个元命令使得所述排队系统将由执行所述元命令而得到的结果重新加入回所述分组队列中。
12.根据权利要求11所述的分组处理系统，其中，被重新入队的结果是数据分组或元分组。
13.根据权利要求1所述的分组处理系统，其中，所述元命令中的一个或多个元命令使得所述排队系统从同一元分组生成多个分组。
14.根据权利要求1所述的分组处理系统，其中，所述元命令中的一个或多个元命令使得所述排队系统将所述元分组本身的一部分复制到另一分组或另一元分组中。
15.一种用于在分组处理器中处理分组的方法，包括：
将数据或控制分组(正规分组)和元分组排队到分组队列中；
将所述正规分组和元分组从所述分组队列中撤出；以及
在执行所述被撤出队列的元分组中的元命令的同时传送所述被撤出队列的正规分组。
16.根据权利要求15所述的方法，包括按照与所述正规分组和所述元分组从所述分组队列中被撤出的顺序相同的顺序处理所述被撤出队列的正规分组和所述被撤出队列的元分组。
17.根据权利要求16所述的方法，包括：
执行从存储器或分组队列读取数据的一个或多个元命令；
将从存储器或所述分组队列读取的数据重组成重组后的分组；以及
在所述元分组先前所保持的分组流中的同一位置中传送所述重组后的分组。
18.根据权利要求15所述的方法，包括：
将一个或多个元分组定位在一个或多个分组队列中；以及
执行所述元分组中的元命令，所述元命令提供通知，所述通知指示相同分组队列中在所述元分组之前的所有分组都已被冲刷。
19.根据权利要求15所述的方法，包括执行所述元分组之一中的元命令，所述元命令向所述分组处理器中的分组处理元件发出命令。
20.根据权利要求15所述的方法，包括执行一个或多个元命令，该一个或多个元命令将来自所述元命令的结果重新加入回所述分组队列。
21.根据权利要求15所述的方法，包括执行所述元分组中的一个或多个元命令，该一个或多个元命令生成一个或多个正规分组和/或元分组。
22.根据权利要求15所述的方法，包括执行一个或多个元命令，该一个或多个元命令将所述元分组本身的一部分复制到另一分组和/或元分组中。
23.根据权利要求15所述的方法，包括执行一个或多个元命令，该一个或多个元命令使正规分组从所述分组队列中被丢弃。
24.根据权利要求23所述的方法，包括一个或多个额外的元命令，该一个或多个额外的元命令生成标识所述正规分组中被丢弃的数据量的报告。
25.根据权利要求24所述的方法，包括将所述报告作为组装后的分组的一部分返回到处理或控制元件。
26.根据权利要求15所述的方法，包括：
标识在所述分组队列中所接收的不同分组的不同部分；
生成包含元命令的元分组，所述元命令标识哪些分组队列包含相同分组的不同部分，并且还标识相同分组的不同部分以何种顺序被存储在不同的分组队列中；以及
将所述元分组发送到排队系统，该排队系统随后根据所述元命令将来自所述分组队列的相同分组的不同部分重组在一起。
27.根据权利要求26所述的方法，包括将所述重组后的分组排队在所述元分组先前所保持的所述排队系统中的相同位置中。
28.根据权利要求15所述的方法，包括执行同一元分组中的元命令，所述元命令使得多个不同的正规分组和/或元分组被创建并被输出或重新入队。
29.一种分组处理系统，包括：
分组存储器，其从分组交换网络接收传入网络分组；
一个或多个分组处理元件，其处理所述分组存储器中的所述网络分组并生成包含元指令的元分组；以及
排队系统，其对所述网络分组和所述元分组两者进行排队并且执行所述元分组中的元指令。
30.根据权利要求29所述的分组处理器，包括所述排队系统和所述分组存储器之间的再循环路径，所述再循环路径被所述排队系统用来在所述元指令的控制下将分组发送回所述分组存储器。
31.根据权利要求29所述的分组处理系统，其中所述排队系统包括：
用于存储所述网络分组和所述元分组的队列；
用于调度所述网络分组和所述元分组的排队的调度器；以及
输出分组模块，其根据由所述调度器输出的相关联的分组句柄来传送所述网络分组并且执行所述元分组中的元指令。
32.根据权利要求31所述的分组处理器，其中，所述元指令中的一些使得所述输出分组模块将位于分组队列中或主存储器中的不同分组片段组装成网络分组。
33.根据权利要求31所述的分组处理器，其中，所述元分组使得所述输出分组模块使网络分组或元分组在所述排队系统中重新入队。
34.根据权利要求29所述的分组处理器，其中所述网络分组和所述元分组在所述排队系统中被顺序地撤出队列，然后被所述输出分组模块按同一顺序处理。
35.一种用于在分组处理器中处理分组的系统，包括：
用于将数据或控制分组(正规分组)和元分组排队到分组队列中的装置；
用于将所述正规分组和元分组从所述分组队列中撤出的装置；以及
用于在执行被撤出队列的元分组中的元命令的同时传送被撤出队列的正规分组的装置。
36.根据权利要求35所述的系统，包括用于按照与所述正规分组和所述元分组从所述分组队列中被撤出的顺序相同的顺序处理所述被撤出队列的正规分组和所述被撤出队列的元分组的装置。
37.根据权利要求36所述的系统，包括：
用于执行从存储器或分组队列读取数据的一个或多个元命令的装置；
用于将从存储器或所述分组队列读取的数据重组成重组后的分组的装置；以及
用于在所述元分组先前所保持的分组流中的同一位置中传送所述重组后的分组的装置。
38.根据权利要求35所述的系统，包括用于执行一个或多个元命令的装置，所述一个或多个元命令将来自所述元命令的结果重新加入回所述分组队列。
39.一种存储介质，包含计算机可读指令，该计算机可读指令在被执行时提供以下操作：
将数据或控制分组(正规分组)和元分组排队到分组队列中；
将所述正规分组和元分组从所述分组队列中撤出；以及
在执行被撤出队列的元分组中的元命令的同时传送被撤出队列的正规分组。
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