CN117240811A - 一种数据报文处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数据报文处理方法及系统，所述方法的步骤包括：网络处理器对报文数据进行匹配；系统级芯片每隔同步周期从网络处理器中获取卸载流表及卸载流表的匹配次数；系统级芯片基于卸载流表的匹配次数，将卸载流表转移至第一隔离区中；基于第一隔离区中的卸载流表，将网络处理器中对应的卸载流表转移至第二隔离区，网络处理器在下一个同步周期继续记录处于第二隔离区的卸载流表的匹配次数；系统级芯片在下一个同步周期从第二隔离区中获取卸载流表及对应每个卸载流表的匹配次数，生成对应第二隔离区中卸载流表的流表标签，将所述流表标签和对应卸载流表的匹配总次数保存至记录存储区，并删除第一隔离区和第二隔离区中的卸载流表。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种数据报文处理方法及系统。
背景技术
DPU(DataProcessing Unit，数据处理单元或专用数据处理器)是以数据为中心，采用I/O密集型，并以软件定义技术路线支撑基础设施资源层虚拟化，具备提升计算系统效率，降低整体系统的总拥有成本，提高数据处理效能，降低其他计算芯片性能损耗的能力的新一代网卡芯片。
现有技术中通常将DPU与主机相连接，通过DPU处理报文转发，以解放主机的CPU算力，DPU会记录处理过的报文的处理动作，以卸载流表的方式保存，当相同的报文下一次到来时匹配对应卸载流表，并执行原动作，并统计每个卸载流表的匹配次数，但是，为了节省存储资源，匹配次数较少的卸载流表会被删除，现有技术在卸载流表的删除过程中容易出现匹配次数漏计的问题。
发明内容
鉴于此，本发明的实施例提供了一种数据报文处理方法，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
本发明的一个方面提供了一种数据报文处理方法，所述方法应用于与主机相连接的网卡，所述网卡设置有网络处理器和系统级芯片，所述方法的步骤包括：
所述网络处理器接收报文数据，并对报文数据进行匹配；
所述系统级芯片每隔同步周期从所述网络处理器中获取卸载流表及对应每个卸载流表的匹配次数；
所述系统级芯片基于卸载流表的匹配次数，将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区中；
基于所述第一隔离区中的卸载流表，将所述网络处理器中对应的卸载流表转移至所述网络处理器的第二隔离区，当卸载流表转移被转移至第二隔离区，所述网络处理器在下一个同步周期继续记录处于第二隔离区的卸载流表的匹配次数；
所述系统级芯片在下一个同步周期从第二隔离区中获取卸载流表及对应每个卸载流表的匹配次数，生成对应第二隔离区中卸载流表的流表标签，并对所述流表标签记录对应卸载流表的匹配总次数，将所述流表标签和对应卸载流表的匹配总次数保存至记录存储区，并删除第一隔离区和第二隔离区中的卸载流表。
采用上述方案，本方案首先基于系统级芯片确定是否将卸载流表转移至第一隔离区，同时将卸载流表在网络处理器中的数据转移至第二隔离区，并在下一个同步周期继续统计处于隔离区的流表，在下一周期后再对卸载流表进行删除，本方案能够在确定对卸载流表进行删除后继续对卸载流表的匹配次数进行统计，相比于直接删除，能够有效防止卸载流表匹配次数漏计的问题。
在本发明的一些实施方式中，在将所述流表标签和对应卸载流表的匹配总次数保存至记录存储区，并删除第一隔离区和第二隔离区中的卸载流表的步骤中，所述系统级芯片在将所述流表标签和对应卸载流表的匹配总次数保存至记录存储区后，删除处于第一缓存区中的卸载流表，并向所述网络处理器发送删除指令，所述网络处理器基于所述删除指令删除处于第二缓存区中的卸载流表。
在本发明的一些实施方式中，在所述网络处理器基于所述删除指令删除处于第二缓存区中的卸载流表的步骤中，同步删除所述网络处理器记录的对于该卸载流表的匹配次数。
在本发明的一些实施方式中，在所述网络处理器接收报文数据，并对报文数据进行匹配的步骤中，基于所述报文数据的内容从所述网络处理器处理的历史数据中进行匹配。
在本发明的一些实施方式中，基于所述报文数据的内容从所述网络处理器处理的历史数据中进行匹配的步骤中，若所述报文数据匹配成功，则基于匹配的卸载流表执行处理动作，并增加被匹配的卸载流表的匹配次数；若所述报文数据匹配失败，则基于所述网络处理器获得处理动作，并生成对应该报文数据的卸载流表。
在本发明的一些实施方式中，所述网络处理器将待匹配的卸载流表存储在第一存储区，在所述系统级芯片每隔同步周期从所述网络处理器中获取卸载流表及对应每个卸载流表的匹配次数的步骤中，所述系统级芯片每隔同步周期从所述网络处理器的第一存储区中获取卸载流表及对应每个卸载流表的匹配次数。
在本发明的一些实施方式中，所述系统级芯片基于卸载流表的匹配次数，将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区中的步骤包括：
基于本同步周期从所述网络处理器中获取的卸载流表的匹配次数和前一同步周期对该卸载流表记录的匹配次数计算在本同步周期内卸载流表的匹配次数；
基于所述卸载流表在本同步周期内的匹配次数确定是否将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区。
在本发明的一些实施方式中，在基于所述卸载流表在本同步周期内的匹配次数确定是否将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区的步骤中，将所述卸载流表在本同步周期内的匹配次数与预设的判定阈值比较，基于比较结果判定否将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区。
在本发明的一些实施方式中，所述系统级芯片将处于第一隔离区中的卸载流表的信息传输至网络处理器，在基于所述第一隔离区中的卸载流表，将所述网络处理器中对应的卸载流表转移至所述网络处理器的第二隔离区的步骤中，所述网络处理器基于所述系统级芯片传输的处于第一隔离区中的卸载流表的信息将网络处理器中对应的卸载流表转移至所述网络处理器的第二隔离区。
本发明的第二方面还提供一种数据报文处理系统，该系统包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该系统实现如前所述方法所实现的步骤。
本发明的第三方面还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述数据报文处理方法所实现的步骤。
本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。
图1为本发明数据报文处理方法第一种实施方式的示意图；
图2为本方案中数据的处理架构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
本发明的步骤具体包括：
如图1和2所示，本发明提出一种数据报文处理方法，所述方法应用于与主机相连接的网卡，所述网卡设置有网络处理器和系统级芯片，所述方法的步骤包括：
在具体实施过程中，所述网卡可以为数据处理单元(Data Processing Unit，DPU)，所述网络处理器(Network Processor，NP)与系统级芯片(System on Chip，SoC)相连接，所述主机可以为计算机或服务器等，此处不进行限定。
在具体实施过程中，所述系统级芯片安装有开放虚拟交换机(OpenvSwitch，OVS)，所述开放虚拟交换机是一个产品级质量的交换平台。支持标准的管理接口，开放了可编程扩展和控制的转发功能，开放虚拟交换机会记录DPU上的卸载流表的匹配总次数。
步骤S100，所述网络处理器接收报文数据，并对报文数据进行匹配；
在具体实施过程中，所述网络处理器通过物理接口接收报文数据。
在本发明的一些实施方式中，所述网络处理器基于所述报文数据的内容从所述网络处理器处理的历史数据中进行匹配，所述历史数据中包括对应报文数据的卸载流表，所述卸载流表中记录有处理动作，若所述报文数据匹配成功，则基于匹配的卸载流表执行处理动作，并增加被匹配的卸载流表的匹配次数；若所述报文数据匹配失败，则基于所述网络处理器获得处理动作，并生成对应该报文数据的卸载流表。
在具体实施过程中，可以通过报文的IP数据进行匹配。
在具体实施过程中，在若所述报文数据匹配失败，则基于所述网络处理器获得处理动作，并生成对应该报文数据的卸载流表的步骤中，所述网络处理器基于自身的预设的处理程序对报文数据进行解析，得到对于该报文的处理动作，并执行处理动作，所述处理动作可以为修改报文内容或修改五元组等；卸载流表下发到DPU后，匹配命中的报文数据将在DPU硬件层面执行相应的处理动作，从而实现快速路径(即硬件直接对报文)的处理。
在具体实施过程中，在所述网络处理器基于自身的预设的处理程序对报文数据进行解析，得到对于该报文的处理动作的同时，生成记录对应该条报文数据的卸载流表。
步骤S200，所述系统级芯片每隔同步周期从所述网络处理器中获取卸载流表及对应每个卸载流表的匹配次数；
在本发明的一些实施方式中，所述同步周期为预定的时间长度，所述系统级芯片每隔同步周期从所述网络处理器中同步卸载流表的匹配次数，保证计数精准性。
在具体实施过程中，所述开放虚拟交换机会基于时间顺序对同步周期顺序编号。
步骤S300，所述系统级芯片基于卸载流表的匹配次数，将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区中；
在本发明的一些实施方式中，所述系统级芯片能够计算卸载流表在单个同步周期的匹配次数，若匹配次数低于预设的判定阈值，则将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区中。
步骤S400，基于所述第一隔离区中的卸载流表，将所述网络处理器中对应的卸载流表转移至所述网络处理器的第二隔离区，当卸载流表转移被转移至第二隔离区，所述网络处理器在下一个同步周期继续记录处于第二隔离区的卸载流表的匹配次数；
在本发明的一些实施方式中，所述系统级芯片设置有第一隔离区，所述网络处理器设置有第二隔离区，所述第一隔离区和第二隔离区分别用于存储待删除的卸载流表。
步骤S500，所述系统级芯片在下一个同步周期从第二隔离区中获取卸载流表及对应每个卸载流表的匹配次数，生成对应第二隔离区中卸载流表的流表标签，并对所述流表标签记录对应卸载流表的匹配总次数，将所述流表标签和对应卸载流表的匹配总次数保存至记录存储区，并删除第一隔离区和第二隔离区中的卸载流表。
在本发明的一些实施方式中，所述卸载流表在处于第一隔离区和第二隔离区时，可以继续统计一个同步周期的匹配次数，防止在该周期继续出现匹配，导致匹配次数的计数错误。
在具体实施过程中，发明人在进行DPU报文转发测试时发现，现有技术的卸载流表匹配次数的统计有丢失的问题。如果要解决这个问题，必须对要删除的卸载流表进行延时释放，等待DPU上该卸载流表匹配次数的统计全部完成，同步后再删除。
采用上述方案，本方案首先基于系统级芯片确定是否将卸载流表转移至第一隔离区，同时将卸载流表在网络处理器中的数据转移至第二隔离区，并在下一个同步周期继续统计处于隔离区的流表，在下一周期后再对卸载流表进行删除，本方案能够在确定对卸载流表进行删除后继续对卸载流表的匹配次数进行统计，相比于直接删除，能够有效防止卸载流表匹配次数漏计的问题。
在本发明的一些实施方式中，在将所述流表标签和对应卸载流表的匹配总次数保存至记录存储区，并删除第一隔离区和第二隔离区中的卸载流表的步骤中，所述系统级芯片在将所述流表标签和对应卸载流表的匹配总次数保存至记录存储区后，删除处于第一缓存区中的卸载流表，并向所述网络处理器发送删除指令，所述网络处理器基于所述删除指令删除处于第二缓存区中的卸载流表。
在具体实施过程中，DPU和OVS均设置有一个周期性的定时器，周期性的遍历第一缓存区和第二缓存区。
采用上述方案，在节省存储资源的前提下，能够保证卸载流表匹配总次数的精准记录。
在具体实施过程中，用户可以从记录存储区调用查看各个卸载流表的匹配总次数。
在本发明的一些实施方式中，在所述网络处理器基于所述删除指令删除处于第二缓存区中的卸载流表的步骤中，同步删除所述网络处理器记录的对于该卸载流表的匹配次数。
采用上述方案，删除处于所述网络处理器中卸载流表的匹配次数，节约存储资源，保证所述网络处理器运行流畅度。
在本发明的一些实施方式中，在所述网络处理器接收报文数据，并对报文数据进行匹配的步骤中，基于所述报文数据的内容从所述网络处理器处理的历史数据中进行匹配。
在具体实施过程中，可以通过报文的五元组数据进行匹配。
在本发明的一些实施方式中，基于所述报文数据的内容从所述网络处理器处理的历史数据中进行匹配的步骤中，若所述报文数据匹配成功，则基于匹配的卸载流表执行处理动作，并增加被匹配的卸载流表的匹配次数；若所述报文数据匹配失败，则基于所述网络处理器获得处理动作，并生成对应该报文数据的卸载流表。
在本发明的一些实施方式中，所述网络处理器将待匹配的卸载流表存储在第一存储区，在所述系统级芯片每隔同步周期从所述网络处理器中获取卸载流表及对应每个卸载流表的匹配次数的步骤中，所述系统级芯片每隔同步周期从所述网络处理器的第一存储区中获取卸载流表及对应每个卸载流表的匹配次数。
在本发明的一些实施方式中，所述系统级芯片基于卸载流表的匹配次数，将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区中的步骤包括：
基于本同步周期从所述网络处理器中获取的卸载流表的匹配次数和前一同步周期对该卸载流表记录的匹配次数计算在本同步周期内卸载流表的匹配次数；
在具体实施过程中，基于本同步周期从所述网络处理器中获取的卸载流表的匹配次数和前一同步周期对该卸载流表记录的匹配次数，计算本同步周期卸载流表的匹配次数的增加值，即为卸载流表在本同步周期内卸载流表的匹配次数。
基于所述卸载流表在本同步周期内的匹配次数确定是否将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区。
在本发明的一些实施方式中，在基于所述卸载流表在本同步周期内的匹配次数确定是否将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区的步骤中，将所述卸载流表在本同步周期内的匹配次数与预设的判定阈值比较，基于比较结果判定否将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区。
在本发明的一些实施方式中，所述系统级芯片将处于第一隔离区中的卸载流表的信息传输至网络处理器，在基于所述第一隔离区中的卸载流表，将所述网络处理器中对应的卸载流表转移至所述网络处理器的第二隔离区的步骤中，所述网络处理器基于所述系统级芯片传输的处于第一隔离区中的卸载流表的信息将网络处理器中对应的卸载流表转移至所述网络处理器的第二隔离区。
采用上述方案，本方案针对DPU上现有可能存在的卸载流表统计计数丢失的问题，在删除卸载流表时，将该卸载流表的资源缓存。DPU上执行卸载流表在硬件的删除，但保留流表计数资源等待与上层应用计数完全同步。在上层应用获取完卸载流表的最终统计计数后，DPU上删除统计资源，上层应用删除卸载流表资源。
本发明实施例还提供一种数据报文处理系统，该系统包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该系统实现如前所述方法所实现的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述数据报文处理方法所实现的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，做出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数据报文处理方法，其特征在于，所述方法应用于与主机相连接的网卡，所述网卡设置有网络处理器和系统级芯片，所述方法的步骤包括：
所述网络处理器接收报文数据，并对报文数据进行匹配；
所述系统级芯片每隔同步周期从所述网络处理器中获取卸载流表及对应每个卸载流表的匹配次数；
所述系统级芯片基于卸载流表的匹配次数，将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区中；
基于所述第一隔离区中的卸载流表，将所述网络处理器中对应的卸载流表转移至所述网络处理器的第二隔离区，当卸载流表转移被转移至第二隔离区，所述网络处理器在下一个同步周期继续记录处于第二隔离区的卸载流表的匹配次数；
所述系统级芯片在下一个同步周期从第二隔离区中获取卸载流表及对应每个卸载流表的匹配次数，生成对应第二隔离区中卸载流表的流表标签，并对所述流表标签记录对应卸载流表的匹配总次数，将所述流表标签和对应卸载流表的匹配总次数保存至记录存储区，并删除第一隔离区和第二隔离区中的卸载流表。
2.根据权利要求1所述的数据报文处理方法，其特征在于，在将所述流表标签和对应卸载流表的匹配总次数保存至记录存储区，并删除第一隔离区和第二隔离区中的卸载流表的步骤中，所述系统级芯片在将所述流表标签和对应卸载流表的匹配总次数保存至记录存储区后，删除处于第一缓存区中的卸载流表，并向所述网络处理器发送删除指令，所述网络处理器基于所述删除指令删除处于第二缓存区中的卸载流表。
3.根据权利要求2所述的数据报文处理方法，其特征在于，在所述网络处理器基于所述删除指令删除处于第二缓存区中的卸载流表的步骤中，同步删除所述网络处理器记录的对于该卸载流表的匹配次数。
4.根据权利要求1所述的数据报文处理方法，其特征在于，在所述网络处理器接收报文数据，并对报文数据进行匹配的步骤中，基于所述报文数据的内容从所述网络处理器处理的历史数据中进行匹配。
5.根据权利要求4所述的数据报文处理方法，其特征在于，基于所述报文数据的内容从所述网络处理器处理的历史数据中进行匹配的步骤中，若所述报文数据匹配成功，则基于匹配的卸载流表执行处理动作，并增加被匹配的卸载流表的匹配次数；若所述报文数据匹配失败，则基于所述网络处理器获得处理动作，并生成对应该报文数据的卸载流表。
6.根据权利要求1所述的数据报文处理方法，其特征在于，所述网络处理器将待匹配的卸载流表存储在第一存储区，在所述系统级芯片每隔同步周期从所述网络处理器中获取卸载流表及对应每个卸载流表的匹配次数的步骤中，所述系统级芯片每隔同步周期从所述网络处理器的第一存储区中获取卸载流表及对应每个卸载流表的匹配次数。
7.根据权利要求1～6任一项所述的数据报文处理方法，其特征在于，所述系统级芯片基于卸载流表的匹配次数，将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区中的步骤包括：
基于本同步周期从所述网络处理器中获取的卸载流表的匹配次数和前一同步周期对该卸载流表记录的匹配次数计算在本同步周期内卸载流表的匹配次数；
基于所述卸载流表在本同步周期内的匹配次数确定是否将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区。
8.根据权利要求7所述的数据报文处理方法，其特征在于，在基于所述卸载流表在本同步周期内的匹配次数确定是否将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区的步骤中，将所述卸载流表在本同步周期内的匹配次数与预设的判定阈值比较，基于比较结果判定否将卸载流表转移至所述系统级芯片的第一隔离区。
9.根据权利要求1所述的数据报文处理方法，其特征在于，所述系统级芯片将处于第一隔离区中的卸载流表的信息传输至网络处理器，在基于所述第一隔离区中的卸载流表，将所述网络处理器中对应的卸载流表转移至所述网络处理器的第二隔离区的步骤中，所述网络处理器基于所述系统级芯片传输的处于第一隔离区中的卸载流表的信息将网络处理器中对应的卸载流表转移至所述网络处理器的第二隔离区。
10.一种数据报文处理系统，其特征在于，该系统包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该系统实现如权利要求1～9任一项所述方法所实现的步骤。
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