CN102420752B - 一种10Gbps流量下的动态分流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种10Gbps流量下的动态分流装置，所述动态分流装置包括：主机、与主机通过PCI总线连接的分流单元以及与所述分流单元连接的服务器单元；所述分流单元包括万兆以太网控制器发送模块(TX)以及与其连接的万兆以太网控制器接收模块(RX)。本发明提供的10Gbps流量下的动态分流装置，实现了全流量复制功能，满足了服务器对所有流量监控的目的。
Description
技术领域
本发明属于计算机网络通信领域，具体讲涉及一种10Gbps流量下的动态分流装置。
背景技术
现有技术中，网络流量的接入一般采用直接接入的方式，在10Gbps流量下，满流量数据进入服务器进行应用处理是捉襟见肘的，主要体现在：
1)为了平衡性价比，目前中低端服务器较少拥有万兆以太网接入能力；2)若服务器拥有万兆以太网接口，其应用处理满流量的能力会占用绝大部分CPU资源。
专利号ZL200610083305.9的、名称为“通讯网络中对数据梳的分流方法和装置”的发明披露了一种数据分流方法，但该数据分流方法具有不能将万兆以太网线路流量全部进行转发，使服务器不能对所有流量进行监控的缺陷，而且还有对接收报文的哈希运算复杂，这会导致占用CPU资源较高的问题。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种10Gbps流量下的动态分流装置，实现了全流量复制功能，满足了服务器对所有流量监控的目的。
为实现上述目的，本发明提供一种10Gbps流量下的动态分流装置，所述动态分流装置包括：主机、分流单元和服务器；所述分流单元分别与所述主机和所述服务器单元连接；其改进之处在于，所述分流单元包括万兆以太网控制器发送模块(TX)以及与其连接的万兆以太网控制器接收模块(RX)。
本发明提供的优选技术方案中，所述分流单元包括：与所述主机连接的PCI控制器、与所述PCI控制器连接的TxArbitor电路和与所述TxArbitor电路连接的千兆以太网控制器单元；所述万兆以太网控制器发送模块向所述TxArbitor电路传递IP报文；所述IP报文包括sip和dip值。
本发明提供的第二优选技术方案中，所述服务器单元包括10个与所述千兆以太网控制器单元连接的服务器(server1、server2、server3、server4、server5、server6、server7、server8、server9、server10)。
本发明提供的第三优选技术方案中，所述千兆以太网控制器单元包括10个千兆以太网控制器(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)；所述千兆以太网控制器与相应的所述服务器(server1、server2、server3、server4、server5、server6、server7、server8、server9、server10)连接。
本发明提供的第四优选技术方案中，所述服务器单元包括与所述万兆以太网控制器接收模块(TX)连接的服务器(server12)。
本发明提供的第五优选技术方案中，所述TxArbitor电路包括hashcala模块和HOST主机配置的hashtable模块，hashtable模块为hash值的索引表；所述HashCala模块对IP报文的sip、dip进行hash异或计算，并将hash计算结果与hashtable匹配；所述hashtable模块设有hashtable索引表，所述hashtable模块根据所述hashtable索引表对ip报文进行分流；所述TxArbitor电路根据分流的结果将ip报文传递到相应的千兆以太网控制器(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)中。
本发明提供的第六优选技术方案中，所述hashtable表格为256的10份结构，所述hashtable索引表为1个字节宽的hash值索引。
与现有技术比，本发明提供的一种10Gbps流量下的动态分流装置，解决了现有技术中单台服务器对网络数据流量接入带宽过高而引起的服务器处理能力超出其处理能力范围的问题；实现了单纤模式工作，也就是当只有网络接入并且无网络流量输出时，也可以实现分流功能，它存在网络流量转发通路；当server需要监控接入的全部流量时，本装置还可以通过配置把接入的万兆以太网流量进行全流量复制，发送到server12服务器；且在本发明内部实现了全流量复制功能，满足server对所有流量监控的目的；还可根据用户服务器处理网络接口类型和数量动态分配流量；再者，可根据网络接口流量大小调整流量至其他服务器进行处理；最后可对流量的整形进行均衡动态配置，避免了网络有效数据的丢失。
附图说明
图1为10Gbps流量下的动态分流装置的结构示意图。
图2为分流ip报文时的策略示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种10Gbps流量下的动态分流装置，所述动态分流装置包括：主机、与主机通过PCI总线连接的分流单元以及与所述分流单元连接的服务器单元；所述分流单元包括万兆以太网控制器发送模块(TX)以及与其连接的万兆以太网控制器接收模块(RX)；与所述主机连接的PCI控制器；与所述PCI控制器连接的TxArbitor电路；与所述TxArbitor电路连接的千兆以太网控制器单元；所述万兆以太网控制器发送模块向所述TxArbitor电路传递IP报文；所述IP报文包括sip和dip值。
所述服务器单元包括10个与所述千兆以太网控制器单元连接的服务器(server1、server2、server3、server4、server5、server6、server7、server8、server9、server10)；所述千兆以太网控制器单元包括10个千兆以太网控制器(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)；所述千兆以太网控制器与相应的所述服务器(server1、server2、server3、server4、server5、server6、server7、server8、server9、server10)连接。所述服务器单元还包括与所述万兆以太网控制器接收模块(TX)连接的服务器(server11)。
所述TxArbitor电路包括hashcala模块和HOST主机配置的hashtable模块，hashtable模块为hash值的索引表；所述HashCala模块对IP报文的sip、dip进行hash异或计算，并将hash计算结果与hashtable匹配；所述hashtable模块设有hashtable索引表，所述hashtable模块根据所述hashtable索引表对ip报文进行分流；所述TxArbitor电路根据分流的结果将ip报文传递到相应的千兆以太网控制器(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)中。所述hashtable表格为256的10份结构，所述hashtable索引表为1个字节宽的hash值索引。
其中，一个万兆以太网接口与N(1＜＝N＜＝10)个千兆以太网口是共存的以下为装置的工作过程：
1)装置设计中存在全双工的万兆以太网接口，输入流量为需动态配置的流量，输入流量为配置后需转发到某服务器的流量；装置的10个千兆以太网口的目的是当禁止万兆以太网输出功能时，均分接入的10Gbps流量，避免数据流量不均衡带来的丢失；本装置为插卡式，与主机Host采用PCI总线，装置内存在PCI总线控制器，作用是下发主机配置文件需配置的10个发送口的分流比例，配置比例的方式通过IP报文的sip、dip的hash值确定；
2)万兆以太网流量进入装置后首先经过万兆以太网控制器，解析出IP报文；每个IP报文在HashCala模块中进行sip、dip的hash异或值计算；hash出的结果和软件下发的HashTable进行比较，此表为整数256的10等份；某IP报文的hash值存在与某个10等份内，则把报文写入相应的SwitchData_fifo[n](n＝1，2，...，10)，而hash值和控制信息则存储在SwitchCtrl_fifo[n](n＝1，2，...，10)；每写完一次SwitchData_fifo后会想装置的TxArbitor电路发送一个Req[n](n＝1，2，...，10)请求，表示此IP报文需传输到10个口中的某个；
3)TxArbitor电路的作用是处理Req[n]请求，并从相应请求数据fifo内部读取IP报文后发送到相应的网络接口控制上，此时完成一个IP报文的分流；如图2所示，处理请求采用Round-Robin方式，设10个状态，第n个状态处理Req请求的优先级为Req[n+1]最大，其次Req[n+2]...，最小优先级为其本身，也就是Req[n]请求；当处理完此IP报文后，跳转到第n+1个状态，以此往复。
需要声明的是，本发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。
Claims (3)
1.一种10Gbps流量下的动态分流装置，所述动态分流装置包括：主机、分流单元和服务器；所述分流单元分别与所述主机和所述服务器单元连接；其特征在于，所述分流单元包括万兆以太网控制器发送模块(TX)以及与其连接的万兆以太网控制器接收模块(RX)；
所述分流单元包括：与所述主机连接的PCI控制器、与所述PCI控制器连接的TxArbitor电路和与所述TxArbitor电路连接的千兆以太网控制器单元；所述万兆以太网控制器发送模块向所述TxArbitor电路传递IP报文；所述IP报文包括sip和dip值；
所述服务器单元包括10个与所述千兆以太网控制器单元连接的服务器(server1、server2、server3、server4、server5、server6、server7、server8、server9、server10)；
所述服务器单元包括与所述万兆以太网控制器接收模块(TX)连接的服务器(server12)；
所述TxArbitor电路的作用是处理Req[n]请求，并从相应请求数据fifo内部读取IP报文后发送到相应的网络接口控制上，此时完成一个IP报文的分流；TxArbitor电路包括hashcala模块和HOST主机配置的hashtable模块；hashtable模块为hash值的索引表；所述HashCala模块对IP报文的sip、dip进行hash异或计算，并将hash计算结果与hashtable匹配；所述hashtable模块设有hashtable索引表，所述hashtable模块根据所述hashtable索引表对ip报文进行分流；所述TxArbitor电路根据分流的结果将ip报文传递到相应的千兆以太网控制器(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)中。
2.根据权利要求1所述的动态分流装置，其特征在于，所述千兆以太网控制器单元包括10个千兆以太网控制器(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)；所述千兆以太网控制器与相应的所述服务器(server1、server2、server3、server4、server5、server6、server7、server8、server9、server10)连接。
3.根据权利要求1所述的动态分流装置，其特征在于，所述hashtable表格为256的10份结构，所述hashtable索引表为1个字节宽的hash值索引。
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