JP2016535337A - ネットワーク環境における効率的なパケット処理モデルおよびパケット処理のための最適化されたバッファ利用をサポートするためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この特許文献の開示の一部は、著作権保護の対象となる資料を含む。この特許文献または特許開示は特許商標庁の特許ファイルまたは記録に記載されているため、著作権保有者は、その複写複製に対して異議はないが、その他の場合には何であれすべての著作権を保有する。
この発明は一般にコンピュータシステムに関し、特に、ミドルウェアおよびアプリケーション実行のための工学システムに関する。
より大きいクラウド・コンピューティング・アーキテクチャが導入されるにつれて、従来のネットワークおよびストレージに関する性能および管理上の障害が、著しい問題になっている。オラクル工学システムなどの工学システムは、優れた処理速度、著しくより速いデプロイメント、綿密な分析用の即時のビジュアル、および扱いやすいビッグデータ能力を提供できる。これは、この発明の実施形態が取組むよう意図される一般領域である。
ここに説明されるのは、ネットワーク環境における効率的なパケット処理をサポートできるシステムおよび方法である。システムは、複数のソフトウェアスレッドにおける各ソフトウェアスレッドにスレッドキーを割当てるように動作するスレッドスケジューリングエンジンを含み得る。さらに、システムは、ネットワーク環境においてパケットを処理するために使用可能な直接メモリアクセス(direct memory access:DMA)リソースのプールを含み得る。加えて、前記各ソフトウェアスレッドは、割当てられたスレッドキーを提示することによって、DMAリソースのプールにおけるあるDMAリソースへのアクセスを要求するように動作し、同じスレッドキーを使用して、単一のソフトウェアスレッドが複数のDMAリソースにアクセスすることが可能にされる。
この発明を、限定のためではなく例示のために、添付図面の図に示す。図中、同じ参照符号は同様の要素を示す。なお、この開示における「ある」または「1つの」または「いくつかの」実施形態への言及は、必ずしも同じ実施形態に対するものではなく、そのような言及は「少なくとも1つ」という意味である。
図1は、この発明の一実施形態に従った、ネットワーク環境における高性能ネットワーキング装置をサポートする図を示す。図1に示すように、ネットワーク環境100においてパケットフローを差し向けるために、ネットワークファブリック102においてネットワークスイッチなどの高性能ネットワーキング装置101を使用することができる。
図2は、この発明の一実施形態に従った、ネットワーキング装置における効率的なパケット処理をサポートする図を示す。図2に示すように、ハードウェアは空いているDMAリソースプール210を提供でき、それは1つ以上のDMAリソース211〜213を含む。
図5は、この発明の一実施形態に従った、ネットワーキング装置におけるパケット処理のための効率的なバッファ利用をサポートする図である。図5に示すように、DMAリソースプール520におけるDMAリソース521〜523は、1つ以上のバッファチェーン531〜533に関連付けられることができ、それらは各々、ネットワーキング装置500においてさまざまな数のパケットバッファを含むことができる。
Claims (45)
- ネットワーク環境における効率的なパケット処理をサポートするためのシステムであって、
1つ以上のマイクロプロセッサと、
前記1つ以上のマイクロプロセッサ上で動くスレッドスケジューリングエンジンとを含み、前記スレッドスケジューリングエンジンは、複数のソフトウェアスレッドにおける各ソフトウェアスレッドにスレッドキーを割当てるように動作し、前記システムはさらに、
前記ネットワーク環境においてパケットを処理するように動作する直接メモリアクセス(DMA)リソースのプールを含み、
前記各ソフトウェアスレッドは、割当てられたスレッドキーを提示することによって、前記DMAリソースのプールにおけるあるDMAリソースへのアクセスを要求するように動作する、システム。 - 前記パケットは、仮想ファブリックによって生成される制御パケットである、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記DMAリソースのプールは、1つ以上のDMAエンジンに関連付けられる、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記DMAリソースは、待ち時間要件と、各前記DMAエンジンが維持している必要があるデータレートとのうちの少なくとも1つに依存して割当てられる、請求項3に記載のシステム。
- 前記スレッドスケジューリングエンジンは、オペレーティングシステム(OS)に基づいて構築されたスレッドスケジューラである、前述のいずれかの請求項に記載のシステム。
- ソフトウェアスレッドから要求を受信し、物理的なDMAリソースが利用可能な場合には当該DMAリソースを割当てるように動作するリソースマネージャをさらに含む、前述のいずれかの請求項に記載のシステム。
- 別のソフトウェアスレッドが前記DMAリソースにすでに割当てられていた場合、前記DMAリソースへのアクセスは拒否される、請求項6に記載のシステム。
- すべてのDMAリソースが使用されている場合、要求しているソフトウェアスレッドは待たされる、請求項6または7に記載のシステム。
- 単一のソフトウェアスレッドが複数のDMAリソースにアクセスすることが可能にされる、前述のいずれかの請求項に記載のシステム。
- 前記単一のソフトウェアスレッドは、前記複数のDMAリソース間の順序付けを決定するように動作する、請求項9に記載のシステム。
- ネットワーク環境における効率的なパケット処理をサポートするための方法であって、
1つ以上のマイクロプロセッサ上で動くスレッドスケジューリングエンジンを提供するステップを含み、前記スレッドスケジューリングエンジンは、複数のソフトウェアスレッドにおける各ソフトウェアスレッドにスレッドキーを割当てるように動作し、前記方法はさらに、
前記ネットワーク環境においてパケットを処理するように動作する直接メモリアクセス(DMA)リソースのプールを提供するステップと、
前記各ソフトウェアスレッドが、割当てられたスレッドキーを提示することによって、前記DMAリソースのプールにおけるあるDMAリソースへのアクセスを要求することを可能にするステップとを含む、方法。 - 前記パケットは、仮想ファブリックによって生成される制御パケットである、請求項11に記載の方法。
- 前記DMAリソースのプールを1つ以上のDMAエンジンと関連付けるステップをさらに含む、請求項11または12に記載の方法。
- 各前記DMAエンジンが維持している必要があるデータレートに依存して、前記DMAリソースを割当てるステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 前記スレッドスケジューリングエンジンは、オペレーティングシステム(OS)に基づいて構築されたスレッドスケジューラである、請求項11〜14のいずれかに記載の方法。
- リソースマネージャを介して、ソフトウェアスレッドから要求を受信し、物理的なDMAリソースが利用可能な場合には当該DMAリソースを割当てるステップをさらに含む、請求項11〜15のいずれかに記載の方法。
- 別のソフトウェアスレッドが前記DMAリソースにすでに割当てられていた場合、前記DMAリソースへのアクセスを拒否するステップをさらに含む、請求項16に記載の方法。
- すべてのDMAリソースが使用されている場合、要求しているソフトウェアスレッドを待たせるステップをさらに含む、請求項16または17に記載の方法。
- 単一のソフトウェアスレッドが複数のDMAリソースにアクセスすることを可能にするステップと、
前記複数のDMAリソース間の順序付けを決定するステップとをさらに含む、請求項11〜18のいずれかに記載の方法。 - コンピュータシステムによって実行されると、請求項11〜19のいずれかに記載の方法を前記コンピュータシステムに行なわせるマシン読取可能プログラム命令を含む、コンピュータプログラム。
- 請求項20に記載のコンピュータプログラムを格納した、非一時的なマシン読取可能記憶媒体。
- 実行されると、以下のステップをシステムに行なわせる命令を格納した、非一時的なマシン読取可能記憶媒体であって、前記以下のステップは、
1つ以上のマイクロプロセッサ上で動くスレッドスケジューリングエンジンを提供するステップを含み、前記スレッドスケジューリングエンジンは、複数のソフトウェアスレッドにおける各ソフトウェアスレッドにスレッドキーを割当てるように動作し、前記以下のステップはさらに、
ネットワーク環境においてパケットを処理するように動作する直接メモリアクセス(DMA)リソースのプールを提供するステップと、
前記各ソフトウェアスレッドが、割当てられたスレッドキーを提示することによって、前記DMAリソースのプールにおけるあるDMAリソースへのアクセスを要求することを可能にするステップとを含む、非一時的なマシン読取可能記憶媒体。 - ネットワーク装置における効率的なパケット処理をサポートするためのシステムであって、
前記ネットワーク装置上のメモリにおける複数のパケットバッファと、
直接メモリアクセス(DMA)リソースプールとを含み、前記DMAリソースプールは1つ以上のDMAリソースを含み、前記DMAリソースプールにおける各前記DMAリソースは、前記メモリにおけるパケットバッファのチェーンを指し示し、
各前記DMAリソースは、パケット処理スレッドが、前記パケット処理スレッドに予め割当てられたスレッドキーを使用して、前記メモリにおけるパケットバッファのチェーンにアクセスすることを可能にする、システム。 - 前記パケット処理スレッドは、予め割当てられた同じスレッドキーを使用して、前記メモリにおけるパケットバッファの複数のチェーンにアクセスするように動作する、請求項23に記載のシステム。
- 前記パケット処理スレッドは、前記パケットバッファの複数のチェーンにおけるパケットを処理するために依存リストを設定するように動作する、請求項24に記載のシステム。
- 複数のパケット処理スレッドが、前記メモリにおけるパケットバッファの別々のチェーンに同時にアクセスするように動作する、請求項23〜25のいずれかに記載のシステム。
- 少なくとも1つのDMAリソースは、パケットバッファのリンクリストを指し示す、請求項23〜26のいずれかに記載のシステム。
- 前記リンクリストにおける各パケットバッファは、識別子と連結している、請求項27に記載のシステム。
- 少なくとも1つのDMAリソースは、識別子のリニアアレイを指し示す、請求項23〜28のいずれかに記載のシステム。
- 前記識別子のリニアアレイにおける各識別子は、パケットバッファを指し示す、請求項29に記載のシステム。
- 前記複数のパケットバッファは、リンクリストとリニアアレイとの混合に基づいて構成される、請求項23〜30のいずれかに記載のシステム。
- 前記DMAリソースプールは、パケット処理スレッドがリンクリストに基づいてバッファのチェーンにアクセスすべきか、またはリニアアレイに基づいてバッファのチェーンにアクセスすべきかを動的に判断するように動作する、請求項31に記載のシステム。
- ネットワーク環境における効率的なパケット処理をサポートするための方法であって、
ネットワーク装置上のメモリにおける複数のパケットバッファを提供するステップと、
直接メモリアクセス(DMA)リソースプールを提供するステップとを含み、前記DMAリソースプールはDMAリソースの1つ以上を含み、前記DMAリソースプールにおける各前記DMAリソースは、前記メモリにおけるパケットバッファのチェーンを指し示し、前記方法はさらに、
各前記DMAリソースを介して、パケット処理スレッドが、前記パケット処理スレッドに予め割当てられたスレッドキーを使用して、前記メモリにおけるパケットバッファのチェーンにアクセスすることを可能にするステップを含む、方法。 - 前記パケット処理スレッドが、予め割当てられた同じスレッドキーを使用して、前記メモリにおけるパケットバッファの複数のチェーンにアクセスすることを可能にするステップをさらに含む、請求項33に記載の方法。
- 前記パケット処理スレッドが、前記パケットバッファの複数のチェーンにおけるパケットを処理するために依存リストを設定することを可能にするステップをさらに含む、請求項34に記載の方法。
- 複数のパケット処理スレッドが、前記メモリにおけるパケットバッファの別々のチェーンに同時にアクセスすることを可能にするステップをさらに含む、請求項33〜35のいずれかに記載の方法。
- 少なくとも1つのDMAリソースは、パケットバッファのリンクリストを指し示す、請求項33〜36のいずれかに記載の方法。
- 前記リンクリストにおける各パケットバッファは、識別子と連結される、請求項37に記載の方法。
- 少なくとも1つのDMAリソースは、識別子のリニアアレイを指し示す、請求項33〜38のいずれかに記載の方法。
- 識別子のリニアアレイにおける各識別子は、パケットバッファを指し示す、請求項39に記載の方法。
- リンクリストとリニアアレイとの混合に基づいて前記複数のパケットバッファを構成し、
パケット処理スレッドがリンクリストに基づいてバッファのチェーンにアクセスすべきか、またはリニアアレイに基づいてバッファのチェーンにアクセスすべきかを動的に判断する、請求項33〜40のいずれかに記載の方法。 - コンピュータシステムによって実行されると、請求項33〜41のいずれかに記載の方法を前記コンピュータシステムに行なわせるマシン読取可能プログラム命令を含む、コンピュータプログラム。
- 請求項42に記載のコンピュータプログラムを格納した、非一時的なマシン読取可能記憶媒体。
- 実行されると、以下のステップをシステムに行なわせる命令を格納した、非一時的なマシン読取可能記憶媒体であって、前記以下のステップは、
ネットワーク装置上のメモリにおける複数のパケットバッファを提供するステップと、
直接メモリアクセス(DMA)リソースプールを提供するステップとを含み、前記DMAリソースプールはDMAリソースの1つ以上を含み、前記DMAリソースプールにおける各前記DMAリソースは、前記メモリにおけるパケットバッファのチェーンを指し示し、前記以下のステップはさらに、
各前記DMAリソースを介して、パケット処理スレッドが、前記パケット処理スレッドに予め割当てられたスレッドキーを使用して、前記メモリにおけるパケットバッファのチェーンにアクセスすることを可能にするステップを含む、非一時的なマシン読取可能記憶媒体。 - 実行されると、請求項11〜19および33〜41のいずれか1項に記載の方法をコンピュータシステムに行なわせる命令を格納した、非一時的なマシン読取可能記憶媒体。
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