JP4870819B2 - ネットワーク・トラフィック・コントローラ - Google Patents
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Description
「“may”という語は、必須の意味ではなく、使用し得るという意味で使用されることに注意されるべきであり」、「包含」という語やその派生表現は、は「包含など」を意味する。
「ローカル・システム・メモリ」または「ローカル・メモリ」は、ホストシステムで含まれている中央処理装置および/または中央コントローラに、通常埋め込まれているか、直接インターフェイスされている。
「リモート・システム・メモリ」または「リモート・メモリ」は、ホストシステムに含まれているが、中央処理装置および/または中央コントローラに埋め込まれていないか、直接インターフェイスされておらず、ホストシステムと明確に区別できるものである。リモート・メモリは、ホストシステムで含まれる場合には、周辺装置に埋め込まれたメモリであり、ホストシステムに直接インターフェイスしない追加メモリとされる。
単語「ポート」がソフトウェア(例えば、アプリケーションソフトウェアやドライバソフトウェア)の文脈で使用される場合や、オペレーティングシステムの文脈で使用される場合には、「ポート」は、ネットワークシステム(例えば、TCP/IPや、UDPネットワーク)における論理結合へのエンドポイントを指称する。幾つかの実施例では、参照されているポートのタイプを特定するのに、「ポートナンバー」を使用できる。例えば、TCP/IP、および/または、UDPネットワークでは、ポートNo.80はHTTPトラフィックに使用される。他の実施例では、「ポート」は1つのインタフェースマッチを入手できるカプセル化ヘッダーフィールド値の組合せを表すことができる。
NDは少なくとも3つの高水準機能を提供できる(ネットワークインターフェイス制御(NIC)、ビデオ・ストリーミングオフロード(VSO)、および、スタンドアロンのビデオ・ストリーミング(SVS))。NICは標準ネットワークアクセスの機能性を含むことができる。VSOは、コプロセッサモードにおける高帯域幅HDビデオストリームのホストCPU管理状態オフロードを可能にすることができる。SVSはスタンドアローンにおけるビデオ・ストリーミングを、NDへの外部のホスト・プロセッシング装置(以下、ホストCPUと呼ぶ)の介入なしで、容認することができる。
NDに関連しているソフトウエアを2つの大範疇に分割することができる(NDに構成された処理装置(以下に、ND CPUと呼ばれる)で実行されるファームウェアと、ホストCPUでの実行を意図するホストソフトウェア)。
大規模なマスタ直接記憶アクセス(ダイレクトメモリアクセス)能力で、メモリトランザクション中のCPUでの処理量を抑えるために図3に示すようにNDを構成できる。
ストリーム転送とストリーム制御とに分割できる。
ある実施例では、HTTP1.1サーバとクライアントでストリーム転送を表すことができ、UPnP A/Vメディアサーバ(UPnP MS)とUPnP A/Vメディアレンダラー(UPnP MR)でストリーム制御を表すことができる。ストリーム制御は、カスタマによって開発されるか、または他のシステム(ホストCPUでランしている)に統合されている場合に、ND162のCPU128上、または、SOC160のホストCPU上で実行される。他の実施例では、転送と管理部分の両方がND162で動作できる。例えば、ND162がスタンドアローンで構成されるシステムでは、すべてのストリーミングの支援ソフトウェアがND162のCPU128上で動作できる。ND162のために設計された指定されたアプリケーションプログラミングインタフェイス(本明細書でNAPIと呼ばれる)の一部、およびその関連ソフトウェアにストリーム転送とストリーム制御とのインタフェースを定義することができる。(以下に詳細に説明する)。一般に、図1において、VSO機能は、主なSOC160またはチューナー158上のTSIポートと、ネットワーク(この場合イーサネット186)の間のブリッジを提供するために作動できる。
言い換えれば、2つのネットワークスタックは、相互に異なっても、単一ネットワークアドレスに対応できる。例えば、同じIPアドレスに対応する2つのIPスタックを働かすように、ND NIC機能を構成できる。その上、また、2つのIPスタックが同じ物理的なイーサネットインタフェースを同じMACアドレスと共有できる(イーサネットインタフェースがネットワークに接続するのに使用されるとき)。したがって、ND NIC機能は、NDCPU128に対応するIPスタックが一貫したステータスを有し且つSOC160のIPスタックを妨げないと言うことを、確実にするのに使用できる。VSO機能をイネーブルにするために、ホストは、フィルタリングをイネーブルにし、TCP/UDPポート競合を防ぐために追加コンフィギュレーションを行わなければならない。
また、さらに、両方のインタフェース(すなわち、ホストバスインタフェイスとストリーミングのインタフェース)を介して同時にNDによって受け取られたデータを優先順位付けするようにNIC機能を適合させることができる。このような場合、NIC機能はどちらのデータにネットワークインタフェースへのアクセスが付与されてネットワークに伝えられるべきかを仲裁するように動作する。ホストのIPコンフィギュレーションが変化するとき、NICコンフィギュレーションクライアントアプリケーションはNDCPU上でコンフィギュレーションを同時に更新するのに使用される。
1セットの実施例においては、例えばリナックスネット−フィルタ/ファイヤーウォールアーキテクチャなどの既存のオペレーティングシステムカーネルを拡張し、既存のフィルタリング機能に加えて、NDに関連しているデータトラフィックフィルタリング機能を遂行し得る。したがって、ホストとNDのデータトラフィックの集合と分離を遂行するように構成され得る。図5は、ND用トラフィック管理ソフトウェア構造のコンテキストにおけるデータフローの1例を示すブロックダイアグラムを示している。示されているように、それら自身のTCP/IPスタック(それぞれ212と232)でND162とホスト160を構成できる。実施例の1セットでは、NAPIモジュール208を介してテーブル規則を設定できる。モジュール208はアプリケーションスペースで構成された別々のモジュールでよく、それぞれのモジュールは、ND162とホスト160上で構成される。カーネルと応用モジュールとしてIP−テーブル/ARP−テーブル210を設計できる。これを介して、プロトコルとポート番号に基づいてフィルタリングを遂行するためのフィルタリング規則が構成され得る。IP−テーブル/ARP−テーブル210で構成されたフィルタリング規則に従って、オーディオ/ビデオストリーム(ストリーミングアプリケーション206用にND162よって、イーサネットドライバー218に関わるイーサネット接続を介して受信することができる)はフィルタリングされる。入力パケットをフィルタリングした後に、NTCにおける別のカーネルモジュールは、HBIインタフェースを通して、ND162とホスト160のためにそれぞれ構成されたHBIドライバー220と204にかかわりながら、データをホストプロセッサに供給できる。出口トラフィックでは、NTCは、イーサネットドライバー218にかかわりながら、ホストからHBIドライバー240を介してデータを読み、(必要なら)ヘッダーを調整して、データを送り出すことができる。ND162から出て行くデータトラフィックはホストから出て行くトラフィックに影響を与えることができない。特に2つのTCP/IPスタックの間の同期を維持することを目的とした1つ以上の手続きに従って動作するようにND162を構成できる。
図6は、どのようにしてNDネットワーク設定とホストネットワーク設定を、コンフィギュレーション・モードにて確立できるかの1つの実施例を示している。ホストネットワークドライバー302からHBI304を介してNDネットワークドライバー308を構成できる。ユーザはホストネットワークドライバー302のためのコンフィギュレーションを設定でき、そして、次に、NDネットワークドライバー308へとすべてのコンフィギュレーションがパスされ、従って、ドライバー308は、セットされる。このコンフィギュレーションを容易にするため、実施例の1セットにおいては、カーネルパイプメカニズムを通して通信チャネルおよびメッセージングコマンドを開発できる。ネットワーク(例えば、イーサネット)ドライバーコンフィギュレーションのために以下のコマンドを実施できる。
1. Open(オープン): このコマンドは、ホストから送られ、送受信機能をイネーブルにするためにNDネットワークドライバー308を開くのを容易にする。また、MACアドレスを割り当てるか、またはそれが既にND内で割り当てられているならば、MACアドレスを得るのにこのオープンコマンドを使用できる。
2. Close(閉じる): このコマンドは、ホストから送られ、送受信機能をディスエーブルにするためにNDネットワークドライバー308を閉じる。
3. Ping(ピン): このコマンドは、NDネットワークドライバー308が生きているかどうかをホストによってチェックする使用できる。生きているNDネットワークドライバーは、ピンコマンドに応答する。
4. SetRx Filter(セットRxフィルタ): ホストは、マルチキャスト設定を構成するのにこのコマンドを使用できる。
5. Get Statistics(スタティスティクスを得る): ホストはNDネットワークドライバー308からパケットとエラーカウンタを検索するのにこのコマンドを使用できる。
6. Clear Statistics(スタティスティクスをクリア): ホストはNDネットワークドライバー308の中のスタティスティクスカウンタをクリアするのにこのコマンドを使用できる。
7. Get Link Setting(リンク設定を得る): ホストはNDネットワークドライバー308からの現在のリンク速度/二重モードを検索するのにこのコマンドを使用できる。
8. Set Link Mode(リンクモードを設定する): ホストはNDネットワークドライバー308にリンク速度/二重モードをはめ込むのにこのコマンドを使用できる。
図7に示す特別なモードとしてパススルー(PT)モードを指定できる。
PTモードで、NDネットワークドライバー308からホストネットワークドライバー302へと直接にデータは通過できる。
NTC412におけるモジュールは、NDネットワークドライバー308からデータを受信して、HBIインタフェース304にそれを提供できる。同様に、NTC412を通してデータは、HBIインタフェース304からNDネットワークドライバー308へと直接に通過できる。また、図7は、データがオフロードモードで取ることができるパスを示す。それに、ND162のネットワークスタック410がかかわる。PTモードでは、データはネットワークスタック410を迂回でき、その結果、ND162上でランするよう構成され得るストリーミング・アプリケーション408からの作用を受けない。
従って、この説明が説明に役立つと理解されることである、唯一、そして、本発明を実施する一般的な方法を当業者に教示する目的のために、ある。
本明細書に示されて、記載された発明の帳票が、実施例として取られることであることが理解されることになっている。
プロセスを逆にすることができる、そして、本明細書に示して、記載されたものに要素と素材を置換できる、部品、すべてあるだろうとき独自に利用されていて、本発明のある特徴は本発明のこの説明の恩恵を持った後に当業者には明らかな状態で逆にすることができる。
本明細書に以下の賠償金で記載されているように、本発明の趣旨と範囲から逸脱せずに記載された要素で変更を行うことができる。
Claims (25)
- ホスト処理装置をネットワークとインタフェースするためのネットワーク・デバイスであって、
前記ネットワーク・デバイスと前記ホスト処理装置との間でデータを転送するように構成された第1インタフェース・コントローラと、
前記ネットワーク・デバイスと前記ホスト処理装置との間でデータを転送するように構成された第2インタフェース・コントローラと、
前記ネットワーク・デバイスをネットワークとインタフェースするように構成された第1ネットワーク・インタフェース・コントローラと、そして
コントロール・ユニットであって、
前記第1ネットワーク・インタフェース・コントローラを介してネットワークから入来データを受け取り、当該入来データを処理し、そして、処理済み入来データを、前記第2インタフェース・コントローラを介して前記ホスト処理装置へ伝送するステップと、
前記ホスト処理装置から送出データを前記第2インタフェース・コントローラを介して受信し、受信した送出データを処理し、そして、前記第1ネットワーク・インタフェース・コントローラを介して処理済の送出データを前記ネットワークに伝送するステップと
の1つまたは双方のステップを実行するコントロール・ユニットと
を備え、
前記第1インタフェース・コントローラ、前記コントロール・ユニット、および前記第1ネットワーク・インタフェース・コントローラは、協働して、前記ホスト処理装置が、前記第1ネットワーク・インタフェース・コントローラおよび前記第1インタフェース・コントローラを介して、前記ホスト処理装置と前記ネットワークとの間で、他のデータを転送するのを可能にするように構成され、そして
前記ホスト処理装置と前記コントロール・ユニットは同じネットワークアドレスを共有する
ネットワーク・デバイス。 - 前記第1インタフェース・コントローラは、ホストバス・インタフェース・コントローラを含み、
前記第2インタフェース・コントローラは、ネットワーク・デバイスおよび前記ホスト処理装置間でストリーミング・データを転送する1以上のストリーミング・コントローラを含み、そして
ネットワーク・アドレスがIPアドレスである
ことを特徴とする請求項1に記載のネットワーク・デバイス。 - 前記第1インタフェース・コントローラ、前記第1ネットワークインタフェース・コントローラ、および前記コントロール・ユニットは、協働して、前記ホスト処理装置が、前記第1ネットワーク・インタフェース・コントローラと前記第1インタフェース・コントローラとを介して、前記ネットワークへ、または前記ネットワークから、前記他のデータを伝送するのを可能にし、同時に、
前記コントロール・ユニットが、前記入来データを処理し、その処理した入来データを前記第2インタフェース・コントローラを介して前記ホスト処理装置へ伝送すること、
前記コントロール・ユニットが、前記ホスト処理装置からの送出データを前記第2インタフェース・コントローラを介して受信し、前記送出データを処理すること
の一方または双方を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載のネットワーク・デバイス。 - 前記コントロール・ユニットは、受けた入来データの処理に、ネットワーク・スタックを使用するよう構成され、前記コントロール・ユニットにより使用される前記ネットワーク・スタックは、前記ホスト処理装置が前記他のデータを伝送または受信する際に使用するネットワーク・スタックとは区別できるものである、
ことを特徴とする請求項1に記載のネットワーク・デバイス。 - 前記コントロール・ユニットは、
ローカルの処理装置と、そして
前記ローカルの処理装置により実行可能なファームウエア命令を格納するメモリユニットと
を備え、
前記ローカルの処理装置は、受けた入来データ、および/または、受信した送出データを、少なくとも前記ファームウエア命令に従って処理するように構成される
ことを特徴とする請求項1に記載のネットワーク・デバイス。 - 前記ネットワーク・デバイスが集積回路である、ことを特徴とする請求項1に記載のネットワーク・デバイス。
- 前記第2インタフェース・コントローラは、前記ホスト処理装置から前記ネットワーク・デバイスへ、そして前記ネットワーク・デバイスから前記ホスト処理装置へ、データを同時に伝送するよう構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のネットワーク・デバイス。 - コプロセッサ・ユニットと協働するホスト処理装置によって実行されるオペレーティング・システムにおいて、データパケットをルーティングし、処理する方法であって、
第1ネットワーク・インターフェイス・コントローラを介してネットワーク・パケットを受信するステップと、
前記オペレーティング・システムのカーネルに埋め込まれた少なくとも1つのモジュールを介して構成された第1ルールに従って、前記ネットワーク・パケットをフィルタリングするステップと、
前記フィルタリングするステップに基づいて、前記ネットワーク・パケットに含まれたデータの第1部分を、前記ホスト処理装置に対応する第1ネットワーク・スタックへルーティングするステップと、そして
前記フィルタリングするステップに基づいて、前記ネットワーク・パケットに含まれたデータの第2部分を、前記コプロセッサ・ユニットに対応する第2ネットワーク・スタックへルーティングするステップと
を含み、
前記第1ネットワーク・スタックおよび前記第2ネットワーク・スタックは単一のネットワーク・アドレスを共有する
ことを特徴とする方法。 - 前記ホスト処理装置が、前記ネットワーク・パケットに含まれたデータの前記第1部分を処理するステップと、
前記コプロセッサ装置が、前記ネットワーク・パケットに含まれたデータの前記第2部分を処理するステップと
の一方または双方のステップを、さらに含む
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記コプロセッサ装置が、前記ネットワーク・パケットに含まれた前記データの前記第2部分を処理する前記ステップは、前記ネットワーク・パケットに含まれた前記データの前記第1部分をルーティングする前記ステップと同時に実施される
ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 前記ネットワーク・パケットに構成されるデータの前記第2部分には、
ストリーミング・ビデオ・データと、
ストリーミング・オーディオ・データと、
ストリーミング・オーディオ/ビデオ・データと、そして
画像データと
の1つ以上のデータが含まれる
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記ネットワーク・パケットに含まれた前記データの前記ルーティングされた第2部分を、ストリーミング・インターフェイスを介して前記ホスト処理装置へ伝送するステップ、または
前記ネットワーク・パケットに含まれた前記データの前記ルーティングされた第2部分をファイル・システムへ書き込むステップ
の1つのステップを含む
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記ネットワーク・パケットに含まれた前記データの前記第1部分をルーティングするステップは、前記ホスト処理装置を前記コプロセッサ装置にインタフェースするよう構成されたホストバス・インタフェースを介して、前記ネットワーク・パケットに含まれた前記データの前記第1部分をルーティングするステップを含む
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記オペレーティング・システムの前記カーネルに埋め込まれた少なくとも1つのモジュールと、そして
前記オペレーティング・システムで実行される少なくとも1つのアプリケーション・モジュールと
を介して前記第1ルールを構成するステップを、さらに含む
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記ホスト処理装置から送出データを受信し、前記送出データを前記第1ネットワーク・インターフェイス・コントローラを介して伝送するステップと、そして
ファイル・システムから送出データの読み出し、前記送出データを前記ネットワーク・インターフェイスを介して伝送するステップと
の一方または双方のステップを、さらに含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記ホスト処理装置から前記送出データを受信する前記ステップは、
前記送出データの少なくとも第1部分を、第1インタフェースを介して受信するステップと、
前記送出データの少なくとも第2部分を、第2インタフェースを介して受信するステップと
の一方または双方のステップを含む
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 前記ネットワーク・パケットは、インターネット・コントロール・メッセージ・プロトコル(ICMP)パケットとアドレスレゾリューションプロトコル(ARP)パケットの一方または双方のパケットを含み、
前記ネットワーク・パケットがICMPパケットを含むときは、前記ICMPパケットを前記第1ネットワーク・スタックおよび前記第2ネットワーク・スタックの双方のスタックへルーティングするステップと、
前記ネットワーク・パケットがARPパケットを含むときは、前記ARPパケットを前記第1ネットワーク・スタックおよび前記第2ネットワーク・スタックの双方のスタックへルーティングするステップと
の一方または双方のステップを、さらに含む
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記ネットワーク・パケットがICMPパケットを含むときは、前記コプロセッサ装置が、前記ICMPパケットに含まれる要求に対して応答を生成するステップと、
前記ネットワーク・パケットがARPパケットを含むときは、前記コプロセッサ装置が、前記ARPパケットに含まれる要求に対して応答を生成するステップと
の一方または双方のステップを、さらに含むことを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 前記ネットワーク・パケットがICMPパケットを含むときは、前記ICMPパケットに含まれた要求に応じて前記ホスト処理装置により生成された応答をフィルタリングして、前記ICMPパケットに含まれた前記要求に応じて生成された応答の重複を除くステップと、
前記ネットワーク・パケットがARPパケットを含むときは、前記ARPパケットに含まれた要求に応じて前記ホスト処理装置により生成された応答をフィルタリングして、前記ARPパケットに含まれた前記要求に応じて生成された応答の重複を除くステップと
の一方または双方のステップを、さらに含む
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。 - ホスト・デバイスと、
前記ホスト・デバイスをネットワークへ接続するためのネットワーク・デバイスであって、前記ネットワークにインタフェースする第1ネットワーク・インターフェイス・コントローラを含むネットワーク・デバイスと、
前記ネットワーク・デバイスおよび前記ホスト・デバイス間でのデータの転送用として前記ネットワーク・デバイスを前記ホスト・デバイスに結合するホストバスと、そして
前記ネットワーク・デバイスおよび前記ホスト・デバイス間でのストリーミング・データを転送するために前記ネットワーク・デバイスを前記ホスト・デバイスに結合するストリーミング・データ・バスと
を備えるシステムであって、
前記ホスト・デバイスおよび前記ネットワーク・デバイスは、協働して、ネットワーク・インタフェース・コントローラ(NIC)機能を実現するよう構成され、前記NIC機能は、前記ホスト・バスおよび前記第1ネットワーク・インターフェイス・コントローラを介しての前記ネットワークへのネットワーク接続性をホスト・デバイスに提供し、
前記NIC機能の実現において、前記ホスト・デバイスは、第1のネットワーク・スタックを使用するよう構成され、前記ネットワーク・デバイスは、前記第1のネットワーク・スタックとは異なる第2のネットワーク・スタックを使用するよう構成され、そして
前記第1ネットワーク・スタックおよび前記第2ネットワーク・スタックは、前記第1ネットワーク・インターフェイス・コントローラに対応する単一のネットワーク・アドレスを共有する
ことを特徴とするシステム。 - 前記ネットワーク・デバイスは、前記ホスト・デバイスによって前記ホスト・バスおよび前記ネットワーク・インターフェイスを介して前記ネットワークへのアクセスが行われるのと同時に、ストリーミング・データを、前記ストリーミング・データ・バスを介して、前記ホスト・デバイスへ伝送する、または前記ホスト・デバイスから受信するよう構成されている
ことを特徴とする請求項20に記載のシステム。 - 前記ホスト・バスに結合された追加のストリーミング・データ・バスと、
前記追加のストリーミング・データ・バスに結合され、衛星からストリーミング情報を受信するように構成されたチューナー・デバイスであって、前記ストリーミング情報を、前記追加のストリーミング・データ・バスを介して前記ホスト・デバイスへ伝送するチューナー・デバイスと
を、さらに備える
ことを特徴とする請求項20に記載のシステム。 - 前記NIC機能の実現において、前記ネットワーク・デバイスはネットワーク・デバイスのネットワーク・ドライバに従って動作し、前記ホスト・デバイスはホスト・デバイスのネットワーク・ドライバに従って動作し、
前記ホスト・デバイス・ネットワーク・ドライバはユーザによって構成可能であり、
前記ネットワーク・デバイス・ネットワーク・ドライバは、前記ホスト・デバイス・ネットワーク・ドライバのユーザによる構成に基づいて、自動的に構成される
ことを特徴とする請求項20に記載のシステム。 - コプロセッサ装置と協働するホスト処理装置によって実行されるオペレーティング・システムにおいて、データ・パケットをルーティングし、処理する方法であって、
送出データの第1部分を、前記ホスト処理装置に対応する第1ネットワーク・スタックから得るステップと、
前記送出データの第2部分を、前記コプロセッサ装置に対応する第2ネットワーク・スタックから得るステップと、
前記送出データを含むネットワーク・パケットを生成するステップであって、前記送出データの前記第1部分および前記送出データの前記第2部分が前記ネットワーク・パケットにおいて配列される順序を決定するステップを含むステップと、そして
前記ネットワーク・パケットを第1ネットワーク・インタフェース・コントローラを介してネットワークへ伝送するステップと
を含み、
前記第1ネットワーク・スタックおよび前記第2ネットワーク・スタックは単一のネットワーク・アドレスを共有している
ことを特徴とする方法。 - 前記送出データの前記第1部分および前記送出データの前記第2部分が前記ネットワーク・パケットにおいて配列される順序を決定をする前記ステップは、
オペレーティング・システムのカーネルに埋め込まれた少なくとも1つのモジュールを介して構成された第1ルールと、そして
前記コプロセッサ装置によって実行される命令に埋め込まれた第2ルールと
の一方または双方のルールに従って実施される
ことを特徴とする請求項24に記載の方法。
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