CN115567446A - 报文转发方法、装置、计算设备及卸载卡 - Google Patents

Abstract

报文转发方法、装置、计算设备及卸载卡，涉及通信技术领域。上述方法包括：卸载卡在获取该第一报文后，根据第一报文查询报文转发流表，从报文转发流表包括的多个转发规则中确定目标转发规则。卸载卡从第一报文提取该第一报文的关键信息，对第一报文的关键信息进行哈希处理，获得第一报文的哈希值。卸载卡根据目标转发规则中、与第一报文的哈希值对应的转发动作，对第一报文进行转发。卸载卡能够代替计算设备中的处理器查询报文转发流表，利用报文的哈希值从目标转发规则中确定对应的转发动作，以进行报文的转发，无需处理器参与，有效减少了对处理器的占用，能够释放处理器的算力。

Description

报文转发方法、装置、计算设备及卸载卡

交叉申请的相关引用

本申请要求在2022年07月07日提交中华人民共和国知识产权局、申请号为202210802430.X、发明名称为“一种数据处理的方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请文件中。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种报文转发方法、装置、计算设备及卸载卡。

背景技术

为了在网络内实现快速、稳定、可靠的数据传输，携带有数据的报文在网络内转发的过程中，如果报文的数量较大，需要将该多个报文分发到多个节点(该节点可以为网络中的网关)，以实现报文转发，这种报文的分发的方式将报文的转发分摊在不同的节点，避免了一个节点需要短时间转发多个报文的情况。

设备中的处理器承担了将该多个报文分发到该多个节点的分发操作，例如由处理器上部署的开放虚拟交换机(open virtual switch，OVS)承担。但处理器承担这类分发操作，将占用较多处理器资源。

发明内容

本申请提供一种报文转发方法、装置、计算设备及卸载卡，用以加快报文的转发，减少对处理器的占用。

第一方面，本申请实施例提供了一种报文转发方法，该报文转发方法可以有计算设备中的卸载卡执行，该卸载卡能够代替计算设备中的处理器对一些报文进行转发，这里以第一报文的转发过程进行说明。卸载卡在获取该第一报文后，根据第一报文查询报文转发流表，从报文转发流表包括的多个转发规则中确定目标转发规则。卸载卡还可以从第一报文提取该第一报文的关键信息，对第一报文的关键信息进行哈希处理，获得第一报文的哈希值。之后，卸载卡根据目标转发规则中、与第一报文的哈希值对应的转发动作，对第一报文进行转发。

通过上述方法，卸载卡能够查询报文转发流表，还能够利用报文的哈希值从目标转发规则中确定对应的转发动作，以进行报文的转发，无需处理器参与，有效减少了对处理器的占用，能够释放处理器的算力。

在一种可能的实施方式中，目标转发规则包括匹配信息以及动作信息，匹配信息指示了报文中需要匹配的字段，该动作信息是在报文与匹配信息一致的情况下需要执行的动作。该动作信息可以直接指示动作，这种情况下，卸载卡可以不计算第一报文的哈希值，而是直接执行该动作信息所执行的动作，完成对报文的转发。该动作信息也可以为一个复合型的动作，动作信息包括了多组转发动作，需要进一步进行匹配，从多组动作中选择一组转发动作。例如，动作信息包括多个桶，每个桶包括至少一个转发动作，每个桶与不同的哈希值对应，卸载卡在转发第一报文时，根据第一报文的哈希值确定目标转发规则的多个桶中确定目标桶；之后，根据目标桶包括的转发动作对第一报文进行转发。

通过上述方法，目标转发规则中的动作信息包括了多个桶，卸载卡能够方便、快捷地利用报文的哈希值从多个桶选择一个桶，以实现报文的转发。

在一种可能的实施方式中，处理器与卸载卡位于同一设备，处理器与卸载卡之间可以通过总线连接，该总线可以为PCIe总线，也可以为CXL、USB协议的总线，还可以为其他类型的总线。卸载卡对第一报文中的关键信息进行哈希处理之前，可以从处理器获取目标转发规则；将目标转发规则更新到报文转发流表中。

通过上述方法，卸载卡在将目标转发规则更新到报文转发流表后，当接收到第一报文、或与第一报文属于同一报文流的其他报文时，可从更新后的数据报文转发流表中查找到目标转发规则，实现报文的转发，避免处理器参与，降低对处理器的消耗。

在一种可能的实施方式中，以第二报文和第一报文属于同一报文流，第二报文为该报文流中的首个报文为例。卸载卡会在接收到第一报文之前，先接收到第二报文。卸载卡可以根据该第二报文查询报文转发流表，若未在该报文转发流表中找到匹配的转发规则(因为此时目标转发规则还未更新到报文转发流表中)，卸载卡可以向处理器发送第二报文，处理器在获取该第二报文后，可以根据第二报文生成目标转发规则，向卸载卡发送目标转发规则。处理器还可以利用该目标转发规则对该第二报文转发。

通过上述方法，卸载卡可以将未查找到匹配的转发规则的第二报文提交给处理器，以使得处理器能够处理该报文，卸载卡还能够从处理器获取目标转发规则，以使得后续接收到与该第二报文的报文头相同或属于同一报文流的报文后，能够利用目标转发规则转达报文。

在一种可能的实施方式中，卸载卡可以对第二报文中的关键信息进行哈希处理，获得第二报文的哈希值；卸载卡向处理器发送第二报文的哈希值。

处理器能够从卸载卡获取该第二报文的哈希值，若目标转发规则中动作信息为一种复合型的动作，处理器可以根据该第二报文的哈希值从该目标转发规则中确定与第二报文的哈希值对应的转发动作，根据目标转发规则中、与第二报文的哈希值对应的转发动作，对第二报文进行转发。

通过上述方法，卸载卡能够向处理器提供第二报文的哈希值，避免了处理器自行计算哈希值，减少对处理器的占用，进一步释放处理器的算力。

在一种可能的实施方式中，以第一报文的关键信息为例，对报文的关键信息进行说明，本申请实施例并不限定该第一报文的关键信息中包括的具体内容，例如，第一报文的关键信息包括下列的部分或全部：目的地址、源地址、报文所支持的协议、源端口、以及目的端口，这些信息仅是举例，该第一报文的关键信息还可以包括其他类型的信息。卸载卡对第一报文的关键信息进行哈希处理时，可以对第一报文的报文头进行解析，从第一报文的报文头中提取第一报文的关键信息，对第一报文的关键信息进行哈希处理。

通过上述方法，卸载卡具有报文解析能力以及一定的计算能力，以保证能够从第一报文中提取关键信息，并进行哈希计算获得第一报文的哈希值。

第二方面，本申请实施例还提供了一种报文转发装置，该报文转发装置具有实现上述第一方面的方法实例中卸载卡的行为的功能，有益效果可以参见第一方面的描述此处不再赘述。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。在一个可能的设计中，所述报文转发装置的结构中包括确定模块、转发模块，这些模块可以执行上述第一方面方法示例中的相应功能，具体参见方法示例中的详细描述，此处不做赘述。

第三方面，本申请实施例还提供了一种卸载卡，该卸载卡具有实现上述第一方面的方法实例中行为的功能，有益效果可以参见第一方面的描述此处不再赘述。所述装置的结构中包括处理器，可选的，还可以包括存储器。所述处理器被配置为支持所述卸载卡执行上述第一方面方法中相应的功能。所述存储器与所述处理器耦合，其保存所述通信装置必要的计算机程序指令和数据(如报文转发流表)。所述卸载卡的结构中还包括接口，用于与处理器或者其他设备进行通信，如可以接收目标转发规则、发送第二报文、发送第二报文的哈希值。

第四方面，本申请实施例还提供了一种计算设备，该计算设备包括卸载卡和处理器，卸载卡能够利用从处理器获取的目标转发规则对第一报文进行转发，还能够将未匹配到转发规则的第二报文发送给处理器处理。卸载卡具有实现上述第一方面的方法实例中卸载卡行为的功能，有益效果可以参见第一方面的描述此处不再赘述。

第五方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面以及第一方面的各个可能的实施方式中所述的方法。

第六方面，本申请还提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面以及第一方面的各个可能的实施方式中所述的方法。

第七方面，本申请还提供一种计算机芯片，所述芯片与存储器相连，所述芯片用于读取并执行所述存储器中存储的软件程序，执行上述第一方面以及第一方面的各个可能的实施方式中所述卸载卡执行的方法。

本申请在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。

附图说明

图1为一种处理器转发报文的示意图；

图2为本申请提供的一种计算设备的结构示意图；

图3为本申请提供的一种报文转发方法示意图；

图4为本申请提供的一种报文转发装置的结构示意图；

图5为本申请提供的一种计算设备的结构示意图。

具体实施方式

随着虚拟化技术的推广，报文的传输不再局限在物理设备之间。计算实例(如虚拟机或者容器)之间也存在的大量的报文传输。借助虚拟化技术，一台计算设备上可以部署多个计算实例，同一台计算设备上的计算实例之间，或者不同计算设备上的计算实例之间允许进行报文的传输。

为了实现同一计算设备上计算实例之间的报文传输、或者不同计算设备上的计算实例之间的报文传输，计算设备的处理器上可以运行虚拟交换机，虚拟交换机器是一种软件形态的“交换机”，常见的虚拟交换机为开放虚拟交换机(open virtual switch，OVS)。

下面以OVS为例对虚拟交换机的功能进行说明。OVS既可以实现基于媒体存取控制地址(media access control address，MAC)的二层转发，还能够实现三层转发。OVS还采用了软件定义网络(software defined network，SDN)机制，SDN控制器可以通过openflow协议将报文的转发规则下发到OVS上。在该OVS上转发规则集合形成报文转发流表。

对于任一转发规则，可以分为两部分，一部分为匹配(match)信息，另一部分为动作(action)信息。匹配信息指示了报文中需要匹配的字段，如需要匹配的报文的端口号、报文的源IP地址、源MAC、报文的目的互联网协议(internet protocol，IP)地址、目的MAC。动作信息用于指示在匹配信息指示的字段完全匹配的情况下OVS需要执行的动作，如动作信息可以指示报文的转发端口，或者指示更新报文的目的MAC等。

OVS在接收到报文之后，首先会解析该报文的报文头，提取出该报文的关键信息。该关键信息可以为源MAC、目标MAC、二层协议类型、源IP地址、目标IP地址、三层协议类型、传输控制协议/网际协议(transmission control protocol/internet protocol，TCP/IP)端口号等等。这里仅是列举了关键信息中可能包括的信息，本申请实施例并不限定该关键信息所包括的具体信息。

之后，OVS根据提取到的关键信息在SDN控制器下发的报文转发流表中查找匹配的转发规则。在找到匹配的转发规则后，OVS会执行匹配的转发规则中动作信息所指示的动作。

下面结合图1对OVS实现报文转发的方式进行说明，如图1所述，在服务器部署有三个虚拟机，分别为VM1、VM2、以及VM3。该服务器上安装有网卡，服务器的处理器上运行有OVS。网卡上的虚拟功能(virtual function，VF)是基于单根I/O虚拟化(Single Root I/OVirtualization，SR-IOV)形成的，每个VF作为“虚拟”网卡，与一个虚拟机直通，为该虚拟机进行报文传输。

其中，VM1通过网卡与OVS的虚拟端口(port)1连接，也即VM1发出的报文经过网卡可以流入到OVS的port1，需要发往VM1的报文也可以从OVS的port1流出、经过网卡发到VM1。VM2通过网卡与OVS的port2连接。VM3通过网卡与OVS的port3连接。

OVS所接收的报文转发流表所记录的两个转发规则如下：

转发规则1：

匹配信息：

type＝match_in_port,port＝port1。此部分指示需要匹配报文的输入端口，输入端口为port1。

type＝MATCH_IP,dst_ip＝192.168.1.3。此部分指示需要匹配报文的目的IP地址(也即dst_ip)，目的IP地址为192.168.1.3。

动作信息：type＝output，port＝port3。此部分指示了输出端口，输出端口为PORT3。

转发规则2：

匹配信息：

typeMATCH_IP,dst_ip＝192.168.2.3,mask＝255.255.255.0。此部分指示需要匹配报文的目的IP地址，目的IP地址为192.168.2.3，相应的掩码为255.255.255.0。

动作信息：type＝output，port＝port4。此部分指示了输出端口，输出端口为port4。

OVS在接收到一个报文后，可以从报文转发流表中选择与该报文匹配的一个转发规则，之后根据匹配的转发规则对该报文进行转发。

举例来说，VM1发送的报文1和报文2经由PORT1进入OVS。报文1以及报文2的源IP地址以及目的IP地址如下：

报文1：源IP＝192.168.1.1，目的IP＝192.168.1.3。

报文2：源IP＝192.168.1.1，目的IP＝192.168.2.3。

对于报文1，OVS提取报文1中的关键信息，如源IP地址以及目的IP地址，利用提取的关键信息查找匹配的转发规则。报文1通过匹配命中了转发规则1，OVS执行该转发规则1中动作信息所指示的动作，将报文1通过port3转发。该报文1从port3流出、经过网卡传输至VM3。

对于报文2，OVS提取报文2中的关键信息，如源IP地址以及目的IP地址，利用提取的关键信息查找匹配的转发规则。报文2通过匹配命中了转发规则2，OVS执行该转发规则2中动作信息所指示的动作，将报文2通过port4转发。该报文4从port4流出、经过网卡、物理端口传输至该服务器外部的网关。

除此之外，为了实现更快速、稳定、可靠的网络通信，报文在网络上转发的过程中，如服务器发出的报文数量较大，服务器需要将报文分发到多个节点(如网关)进行转发，以实现负载分摊。服务器在转发报文前，需要由软件(如OVS)根据负载均衡算法确定每个报文转发的节点。以OVS为例，负载均衡算法是通过动作组表(group table action)实现的。

group table action可以理解为转发规则中动作信息，group table action可看做为一种复合型的动作。一个group table action包括多个桶(bucket)，每个bucket可以包含一个或多个转发动作。每个桶与一个哈希值对应。不同的bucket中的转发动作指示了报文通过不同的节点进行中转。也即不同的bucket对应了不同的节点。

OVS在接收到报文后，在找到与报文的匹配的转发规则后，若该转发规则中的动作信息为一个group table action。OVS可以对报文中的关键信息的部分或全部进行哈希，获得哈希值，根据该哈希值从该group table action中选择与该哈希值对应的桶，执行该桶所包括的转发动作，完成该报文的转发。这样OVS针对不同类型的报文会执行不同的bucket所包括的转发动作，从而实现负载均衡。

下面列举一种包含有group table action的转发规则：

匹配信息：type＝MATCH_IP,dst_ip＝192.168.2.0,mask＝255.255.255.0。此部分为指示匹配报文的目的IP地址，目的IP地址为192.168.2.0。

动作信息：type＝group table。这里指示需要查找动作组表。

桶(bucket)1：

转发动作1：type＝set_dst_mac，mac＝00:02:03:04:05:01。此部分指示更新目的MAC，更新为00:02:03:04:05:01。

转发动作2：type＝output，port＝port4。此部分指示输出端口为port4。

桶(bucket)2：

转发动作1：type＝set_dst_mac，mac＝00:02:03:04:05:02。此部分指示更新目的MAC，更新为00:02:03:04:05:02。

转发动作2：type＝output，port＝PORT4。

桶(bucket)3：

转发动作1：type＝set_dst_mac，mac＝00:02:03:04:05:03。此部分指示更新目的MAC，更新为00:02:03:04:05:03。

转发动作2：type＝output，port＝PORT4。

由上可知，报文的转发过程需要经过报文的解析、转发规则的查找以及转发动作的执行这些步骤。这些步骤通常是需要通过处理器执行的，报文的转发无疑会占用处理器资源，尤其针对于需要实现负载均衡的报文，这类报文的数量较多，所需占用的处理器资源将更多，会导致较多的资源消耗。

为此，本申请实施例提供的一种报文转发方法，在该方法中，由计算设备中卸载卡可以代替处理器实现报文的转发。该卸载卡能够解析该计算设备的报文，提取该报文的关键信息，根据报文从报文转发流表中查找到匹配的目标转发规则，并根据报文的哈希值从该匹配的目标转发规则确定转发动作，针对该报文执行该转发动作。在本申请实施例中，不再需要处理器参与报文的转发，而是由卸载卡对报文进行转发，减少对处理器的消耗，能够释放较多的处理器资源。

如图2所示，为本申请实施例提供的一种计算设备的结构示意图。在该计算设备10包括处理器100、以及卸载卡200。卸载卡200可以通过总线与处理器100连接。本申请并不限定该卸载卡200在计算设备10中的位置，例如，卸载卡200可以直接插在计算设备10的主板或背板上的卡槽中，通过总线与处理器100交换数据。

本申请实施例并不限定该卸载卡200的具体形态，该卸载卡200可以以智能网卡的形态安装在计算设备10上，也可以以其他形态部署在该计算设备10上。

卸载卡200保存有报文转发流表，该报文转发流表包括一个或多个转发规则。该卸载卡200承担该计算设备10中大部分的报文转发操作。小部分报文转发操作可以由处理器100执行。

这里的大部分报文是指卸载卡200能够查找到与该报文(如报文的关键信息)匹配的转发规则的报文，小部分报文则是指卸载卡200无法查找到与该报文匹配的转发规则的报文。

计算设备10中待发送的报文可以先到达卸载卡200。卸载卡200在接收到待发送的报文后，卸载卡200提取报文的关键信息，利用该关键信息从报文转发流表中查找转发规则。

若卸载卡200查找到与该报文的关键信息匹配的目标转发规则，卸载卡200可以根据该目标转发规则转发该报文。若该目标转发规则的动作信息包括动作组表，卸载卡200可以获取该报文的哈希值，根据该目标转发规则中、与该报文的哈希值对应的转发动作对报文进行转发。例如，卸载卡200根据该报文的哈希值从该动作组表中确定桶，执行该桶所包括的动作以转发该报文。若该转发规则的动作信息不包括动作组表，而是直接指示了动作，该卸载卡200执行该动作，以转发该报文。

若卸载卡200未查找到与该报文的关键信息匹配的转发规则，卸载卡200可以将该报文交由处理器100处理。该卸载卡200还可以计算该报文的哈希值，将该报文的哈希值也发送给处理器100。卸载卡200还可以从处理器100获取与该报文的关键信息匹配的目标转发规则，将该目标转发规则更新到报文转发流表中，以便后续对接收到的关键信息相同的报文进行转发。

处理器100上部署软件转发单元，处理器100调用软件转发单元，承担小部分报文的转发操作，当处理器100从卸载卡200接收到该卸载卡200无法处理的报文时，处理器100为该报文生成目标转发规则。并根据该报文的目标转发规则转发该报文。处理器100还可以将该目标转发规则下发给卸载卡200。

若该目标转发规则的动作信息包括动作组表，处理器100获取该报文的哈希值，根据该目标转发规则中、与该报文的哈希值对应的转发动作对报文进行转发。例如，处理器100根据该报文的哈希值从该动作组表中确定桶，执行该桶所包括的动作以转发该报文。若该目标转发规则的动作信息不包括动作组表，而是直接指示了动作，该处理器100执行该动作，以转发该报文。

处理器100与卸载卡200之间可以基于数据平面开发套件(data planedevelopment kit，DPDK)定义传输接口，处理器100获取卸载卡200传输的报文、以及卸载卡200获取处理器100向下的发的转发规则均可以通过该传输接口传输。

另外，卸载卡200可以维护一个数据缓存队列，该数据缓存队列用于缓存需要向处理器100发送的数据，该数据包括该报文以及该报文的哈希值。当卸载卡200需要向处理器100发送报文以及该报文的哈希值时，卸载卡200可以将报文以及该报文的哈希值放在该数据缓存队列中。处理器100可以通过传输接口从该数据缓存队列中提取该报文以及该报文的哈希值。

由上述描述可知，卸载卡200代替处理器100执行了大部分报文的转发操作，对于卸载卡200无法处理的一些报文，卸载卡200也能够从处理器100获取相关的转发规则(如目标转发规则)，这样对于后续接收到的具备相同关键信息的报文，卸载卡200可以处理这类报文。这类处理方式适用于计算设备10需要发送多个报文构成的报文流，报文流中的报文的报文头是相同的，也即这些报文的关键信息相同，报文所携带的数据不同。卸载卡200在接收到该报文流中的首个报文后，若无法处理该首个报文，可以交由处理器100处理、转发；并从处理器100获取相关的转发规则，这样卸载卡200可以利用该转发规则对该报文流的后续报文进行处理。

下面以报文流中报文的转发方式为例对本申请实施例提供的报文的转发方法进行说明。如图3，为本申请实施例提供的一种报文的转发方法，该方法包括两部分，一部分为报文流中首个报文的转发过程，参见步骤301～步骤307。另一部分为报文流中后续报文的转发过程，参见步骤308～步骤311。需要说明的是，对于其他报文，卸载卡200可以采用与步骤301～步骤307类似的方式进行转发，也可以采用与步骤308～步骤311类似的方式进行转发。

步骤301：卸载卡200获取报文流中的首个报文。

计算设备10可以向其他计算设备发送多个报文，该多个报文形成报文流。计算设备10上部署的计算实例也可以向其他计算设备或其他计算实例发送多个报文，该多个报文形成报文流。在该计算设备10内部，报文流中的报文会依次到达该卸载卡200，卸载卡200先获取该报文流中的首个报文。

步骤302：卸载卡200解析该首个报文，提取该首个报文的关键信息，根据该关键信息从报文转发流表中查找匹配的转发规则。

卸载卡200在执行步骤302时，主要是对该首个报文的报文头进行解析，提取该首个报文的关键信息。关键信息所包括的内容与该报文转发流表中各个转发规则的匹配信息相关，也就是说，卸载卡200可以仅是提取与该报文转发流表中各个转发规则的匹配信息相关的信息作为关键信息。

卸载卡200在提取该首个报文的关键信息后，根据该关键信息查找匹配的转发规则，也就是说，找到匹配信息所指示的字段与该关键信息一致的转发规则。

这里假设卸载卡200并未在该报文转发流表中找到与该关键信息相匹配的转发规则。卸载卡200可以执行步骤303。

步骤303：卸载卡200在报文转发流表中未查找到匹配的转发规则，卸载卡200将该首个报文发送给处理器100。卸载卡200还可以利用所提取的关键信息获取该首个报文的哈希值。卸载卡200可以将该哈希值随该首个报文一同发送给处理器100。

卸载卡200将该首个报文写入到数据缓存队列中，若该卸载卡200还计算了该首个报文的哈希值，卸载卡200还可以将首个报文的哈希值也写入到该数据缓存队列中。

本申请实施例并不限定该卸载卡200获取该首个报文的哈希值的方式，卸载卡200可以对该关键信息的部分或全部进行哈希，获得该首个报文的哈希值。

步骤304：处理器100获取该首个报文，根据该首个报文生成目标转发规则。

处理器100可以通过与卸载卡200之间的传输接口从该数据缓存队列中提取该首个报文，若该数据缓存队列中还包括有该首个报文的哈希值，该处理器100也可以从该数据缓存队列中提取该首个报文的哈希值。

处理器100可以解析该首个报文的报文头，提取该首个报文的关键信息，并根据该关键信息生成目标转发规则。

处理器100侧可以预设有转发规则生成策略，该转发规则生成策略描述了在生成转发规则时，转发规则中动作信息以及匹配信息的设置策略。举例来说，转发规则生成策略可以指示需要匹配的报文的字段、以及字段的具体取值，需要执行的转发动作。本申请实施例并不限定该转发规则生成策略的预设方式。例如，该转发规则生成策略是基于openflow协议设置的。

处理器100侧根据预设有转发规则生成策略以及该首个报文，生成目标转发规则。

处理器100为该报文生成的目标转发规则可能存在两种形式：一种为包含有动作组表的目标转发规则，也即用于支持报文的负载均衡的目标转发规则。另一种为不包含有动作组表的目标转发规则。

若处理器100生成的目标转发规则不包括动作组表，处理器100可以直接针对该报文执行该目标转发规则中的动作信息所指示的动作，对该首个报文进行转发。

若处理器100生成的目标转发规则包括动作组表，处理器100执行步骤305。

步骤305：处理器100根据该首个报文的哈希值从该目标转发规则中确定与该哈希值对应的目标桶。

处理器100从数据缓存队列中提取了该首个报文的哈希值，处理器100根据所提取的哈希值从该目标转发规则中确定与该哈希值对应的目标桶。

本申请实施例并不限定处理器100利用哈希值从目标转发规则确定与哈希值对应的目标桶的方式。哈希值与桶之间的对应关系可是基于预设的规则形成的。在不同场景中该预设的规则不同，哈希值与桶之间的对应关系也不同。例如，该规则可以为哈希值的取余后的数值为所对应的桶的标识，在这种情况下，处理器100可以对该首个报文的哈希值取余后确定所对应的目标桶。又例如，该规则可以为哈希值最后一位数值为所对应的桶的标识。在这种情况下，处理器100可以根据该首个报文的哈希值最后一位数值确定所对应的目标桶。

步骤306：处理器100根据该目标桶中包括的转发动作对该首个报文进行转发。

根据前述对动作组表的描述，每个桶包括一个或多个转发动作，处理器100执行该一个或多个转发动作，以完成该首个报文的转发。

例如，该目标桶包括了两个转发动作，一个转发动作指示修改报文的目的MAC，并指示了修改后的目的MAC。另一个转发动作指示了报文的输出端口。处理器100可以执行这两个转发动作，修改首个报文的目的MAC，并通过所指示的输出端口传输修改了目的MAC的首个报文。

步骤307：处理器100向卸载卡200发送该目标转发规则，卸载卡200接收该目标转发规则，将该目标转发规则更新到报文转发流表中。

处理器100可以通过传输接口将该目标转发规则下发给卸载卡200，卸载卡200在接收到该目标转发规则后，更新本地保存的报文转发流表。

至此，在卸载卡200与处理器100的配合下，完成了报文流中首个报文的转发，卸载卡200可以对该报文流中的后续报文进行处理。具体可以参见步骤308。

步骤308：卸载卡200获取报文流中的后续报文。

步骤309：卸载卡200解析该后续报文，提取该后续报文的关键信息，卸载卡200根据该关键信息从报文转发流表中查找匹配的目标转发规则。卸载卡200提取该后续报文的关键信息的方式与卸载卡200提取该首个报文的关键信息的方式类似，具体可以参见前述内容，此处不再赘述。

从报文转发流表中查找与该关键信息匹配的目标转发规则，该目标转发规则即为在步骤307处理器100向卸载卡200下发的目标转发规则。

若该目标转发规则不包括动作组表，卸载卡200直接针对该后续报文执行该目标转发规则中的动作信息所指示的动作，对该后续报文进行转发。

若该目标转发规则包括动作组表，卸载卡200执行步骤310。

步骤310：卸载卡200获取该后续报文的哈希值。卸载卡200根据该哈希值从该目标转发规则中确定与该哈希值对应的目标桶。卸载卡200获取该后续报文的哈希值的方式与卸载卡200获取该首个报文的哈希值的方式类似，具体可以参见前述内容，此处不再赘述。卸载卡200执行步骤310的方式与处理器100执行步骤304的方式类似，具体可以参见前述说明，此处不再赘述。由于该后续报文的报文头与首个报文的报文头相同，也就是关键信息相同，进而该后续报文的哈希值与首个报文的哈希值也相同，在步骤310中卸载卡200所确定的目标桶与步骤304中处理器100所确定的目标桶是相同的。

步骤311：卸载卡200根据该目标桶中包括的转发动作对该报文进行转发。卸载卡200执行步骤311的方式与处理器100执行步骤305的方式类似，具体可以参见前述说明，此处不再赘述。

在如图3所示的实施例中，对于报文流中的首个报文，卸载卡200将首个报文交由处理器100处理，并能够从处理器100获取目标转发规则。卸载卡利用该目标转发规则能够该报文流中的后续报文实现报文转发，无需处理器100再参与，减少了对处理器100的消耗。另外，目标转发规则可以包括动作组表，卸载卡200能够较为方便的利用报文的哈希值找到对应的目标桶，以实现对报文的负载均衡，而且包括动作组表的目标转发规则的表现形式更加简洁，不会占用卸载卡200较多的存储空间。

上文结合图1至图3介绍了本申请提供的报文转发方法，基于与方法实施例同一发明构思，本申请实施例还提供了一种报文转发装置，该报文转发装置用于执行上述如图3所示的方法实施例中所述卸载卡执行的方法，相关特征可参见上述方法实施例，此处不再赘述。如图4所示，所述报文转发装置400包括确定模块401以及转发模块402。

确定模块401，用于根据第一报文从报文转发流表包括的多个转发规则中确定目标转发规则。

转发模块402，用于对于第一报文中的关键信息进行哈希处理，获得第一报文的哈希值；根据目标转发规则中、与第一报文的哈希值对应的转发动作，对第一报文进行转发。

应理解的是，本发明本申请实施例的报文转发装置400可以通过中央处理单元(central processing unit，CPU)实现，也可以通过专用集成电路(application-specificintegrated circuit，ASIC)实现，或可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)实现，上述PLD可以是复杂程序逻辑器件(complex programmable logical device，CPLD)，现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)，通用阵列逻辑(genericarray logic，GAL)、数据处理单元(data processing unit，DPU)、智能网卡(smartnetwork interface card，Smart NIC)或(intelligence network interface card，iNIC)、基础设施处理器(Infrastructure Processing Unit，IPU)或其任意组合。也可以通过软件实现图1至图3所示的报文转发方法时，报文转发装置400及其各个模块也可以为软件模块。

在一种可能的实施方式中，目标转发规则包括匹配信息以及动作信息，动作信息包括多个桶，每个桶包括至少一个转发动作，每个桶与不同的哈希值对应，转发模块402在转发第一报文时，可以根据第一报文的哈希值确定目标转发规则的多个桶中确定目标桶；并根据目标桶包括的转发动作对第一报文进行转发。

在一种可能的实施方式中，卸载卡与处理器位于同一设备，卸载卡与处理器通过总线连接，确定模块401从处理器获取目标转发规则；将目标转发规则更新到报文转发流表中。

在一种可能的实施方式中，确定模块401还可以接收第二报文，该第二报文与第一报文属于同一报文流，第二报文为报文流中的首个报文，确定模块401在根据第二报文从报文转发流表中未查询到转发规则的情况下，可以向处理器发送第二报文，处理器在获取该第二报文后，可以根据该第二报文生成目标转发规则，并向确定模块401发送给目标转发规则，确定模块401可以接收该目标转发规则。

在一种可能的实施方式中，确定模块401还可以对第二报文中的关键信息进行哈希处理，获得第二报文的哈希值；向处理器发送第二报文的哈希值。

在一种可能的实施方式中，第一报文的关键信息包括下列的部分或全部：目的地址、源地址、报文所支持的协议、源端口、以及目的端口，转发模块402可以从第一报文的报文头中提取第一报文的关键信息，对第一报文的关键信息进行哈希处理。

根据本发明本申请实施例的报文转发装置400可对应于执行本发明本申请实施例中描述的方法，并且报文转发装置400中的各个单元的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图1至图3中的各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

图5为本申请提供的一种计算设备10的结构示意图，计算设备10包括总线300、处理器100、卸载卡200、存储器400。处理器100、卸载卡200、存储器400之间通过总线300通信。总线300可以为基于快捷外围部件互连标准(peripheral component interconnectexpress，PCIe)的线路，也可以为计算快速互联(compute express link，CXL)、统一总线(unified bus，Ubus或UB)或缓存一致互联协议(cache coherent interconnect foraccelerators，CCIX)协议或其他协议的总线。总线300可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

其中，处理器100可以为中央处理器(central processing unit，CPU)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)、人工智能(artificial intelligence，AI)芯片、片上系统(system on chip，SoC)或复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device，CPLD)，图形处理器(graphics processing unit，GPU)等。

存储器400可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)等。也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如存储级内存(storageclass memory，SCM)等，或者易失性存储器与非易失性存储器的组合等。还可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如只读存储器(read-only memory，ROM)，硬盘驱动器(hard disk drive，HDD)或固态驱动器(solid state disk，SSD)等。

存储器400中还可以包括操作系统等其他运行进程所需的计算机程序指令。操作系统可以为LINUX^TM,UNIX^TM,WINDOWS^TM等。该存储器400中还可以存储其他数据，如报文中需要携带的数据。

处理器100可以通过调用存储器400中存储的计算机程序指令，执行本申请实施例提供的数据转发方法中处理器100执行的方法。

在硬件上，卸载卡200包括处理器210以及存储器220，可选的，卸载卡还可以包括供电电路、接口以及总线等其他组件。处理器210与存储器220通过总线连接。处理器210能够通过接口与计算设备10的其他组件(如处理器100)进行交互，如接收目标转发规则，发送报文，发送报文的哈希值。

处理器210与处理器100类似，该处理器210可以为CPU、ASIC、FPGA、AI芯片、SoC、CPLD、或GPU等。卸载卡200中的处理器210可以作为处理器100的协处理器部署在计算设备10中，与处理器100配合执行操作。该处理器210还可以为DPU或IPU。

卸载卡200中可以单独有存储器220，该存储器220可以存储处理器210需要的计算机程序指令，还可以作为缓存以存储数据，如报文转发流表、报文或者报文的哈希值。在一种可能的情况下，处理器100和卸载卡200中的处理器210可以共用存储器400，也即存储器400能够兼具存储器220的所有功能或部分功能。存储器400能够存储处理器210需要调用的全部计算机程序指令，存储器220能够从存储器400中获取处理器220需要调用的部分计算机程序指令，以供处理器220调用。

处理器210可以通过调用存储器220中存储的计算机程序指令(如该处理器210为CPU、AI芯片或GPU、DPU时)，执行本申请实施例提供的数据转发方法中卸载卡执行的方法。处理器210也自行运行烧写在处理器210上的计算机程序指令或硬件电路的处理逻辑(如该处理器210为ASIC、FPGA、SoC、或CPLD时)，执行本申请实施例提供的数据转发方法中卸载卡执行的方法。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘(solid state disk，SSD)。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式。熟悉本技术领域的技术人员根据本申请提供的具体实施方式，可想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种报文转发方法，其特征在于，所述方法由卸载卡执行，包括：

根据第一报文从报文转发流表包括的多个转发规则中确定目标转发规则；

对第一报文中的关键信息进行哈希处理，获得所述第一报文的哈希值；

根据所述目标转发规则中、与所述第一报文的哈希值对应的转发动作，对所述第一报文进行转发。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标转发规则包括动作信息，所述动作信息包括多个桶，每个桶包括至少一个转发动作，每个桶与不同的哈希值对应，所述卸载卡根据所述目标转发规则中、与所述第一报文的哈希值对应的转发动作，对所述第一报文进行转发，包括：

根据所述第一报文的哈希值确定所述目标转发规则的多个桶中确定目标桶；

根据所述目标桶包括的转发动作对所述第一报文进行转发。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，处理器与所述卸载卡位于同一设备，所述卸载卡对第一报文中的关键信息进行哈希处理之前，还包括：

从所述处理器获取所述目标转发规则；

将所述目标转发规则更新到所述报文转发流表中。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述卸载卡从所述处理器获取所述目标转发规则，包括：

在根据所述第二报文从所述报文转发流表中未查询到转发规则的情况下，向所述处理器发送所述第二报文，所述第二报文与所述第一报文属于同一报文流，所述第二报文为所述报文流中的首个报文，所述第一报文为所述第二报文之后的报文；

接收所述处理器根据所述第二报文生成的所述目标转发规则。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述第二报文中的关键信息进行哈希处理，获得所述第二报文的哈希值；

向所述处理器发送所述第二报文的哈希值；

所述处理器根据所述目标转发规则中、与所述第二报文的哈希值对应的转发动作，对所述第二报文进行转发。

6.如权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述第一报文的关键信息包括下列的部分或全部：目的地址、源地址、报文所支持的协议、源端口、以及目的端口，

则所述卸载卡对第一报文的关键信息进行哈希处理，包括：

从所述第一报文的报文头中提取所述第一报文的关键信息，对所述第一报文的关键信息进行哈希处理。

7.一种报文转发装置，其特征在于，所述报文转发装置包括确定模块以及转发模块；

所述确定模块，用于根据第一报文从报文转发流表包括的多个转发规则中确定目标转发规则；

所述转发模块，用于对于第一报文中的关键信息进行哈希处理，获得所述第一报文的哈希值；根据所述目标转发规则中、与所述第一报文的哈希值对应的转发动作，对所述第一报文进行转发。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述目标转发规则包括匹配信息以及动作信息，所述动作信息包括多个桶，每个桶包括至少一个转发动作，每个桶与不同的哈希值对应，所述转发模块，用于：

根据所述第一报文的哈希值确定所述目标转发规则的多个桶中确定目标桶；

根据所述目标桶包括的转发动作对所述第一报文进行转发。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置与处理器位于同一设备，所述确定模块，还用于：

从所述处理器获取所述目标转发规则；

将所述目标转发规则更新到所述报文转发流表中。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述确定模块，用于：

在根据所述第二报文从所述报文转发流表中未查询到转发规则的情况下，向所述处理器发送所述第二报文，所述第二报文与所述第一报文属于同一报文流，所述第二报文为所述报文流中的首个报文，所述第一报文为所述第二报文之后的报文；

接收所述处理器发送的所述目标转发规则。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定模块，还用于：

对所述第二报文中的关键信息进行哈希处理，获得所述第二报文的哈希值；

向所述处理器发送所述第二报文的哈希值。

12.如权利要求7～11任一项所述的装置，其特征在于，所述第一报文的关键信息包括下列的部分或全部：目的地址、源地址、报文所支持的协议、源端口、以及目的端口，所述转发模块，用于：

从所述第一报文的报文头中提取所述第一报文的关键信息，对所述第一报文的关键信息进行哈希处理。

13.一种计算设备，其特征在于，所述计算设备包括卸载卡，所述卸载卡用于实现如权利要求1至6任一所述方法的操作步骤。

14.一种卸载卡，其特征在于，所述卸载卡包括数据处理单元DPU以及供电电路，所述供电电路用于为所述DPU供电，所述DPU用于执行如权利要求1～6任一所述的方法的操作步骤。

Images