[发明专利]基于多核网络处理器的慢速路径、快速路径及其接口设计方法

权利要求书

1、一种基于多核网络处理器的慢速路径、快速路径及其接口设计方法，所采用的方法是：

第一步骤：构建多平面软件架构：包括控制平面、数据平面、快速路径管理器和缓冲管理器，其中：

控制平面：用来控制信令协议和本地数据包，仅仅影响有限数量的数据包，不会形成数据包转发的瓶颈，控制平面运行在核心处理器上；

数据平面：包括慢速路径和快速路径，用来完成数据包的转发；

快速路径管理器：从快速路径中收集例外并向慢速路径传送数据包，同时，从快速路径的存储结构中获取统计信息；

缓冲管理器：控制平面内的公共API，通过与快速路径管理器之间的接口，使快速路径管理器感知到控制平面功能参数的改变；

第二步骤：快速路径与慢速路径的接口设计：

快速路径虚拟接口(FPVI)：在软件架构中，将快速路径中通过快速路径虚拟接口进入内核网络栈的数据包定义为两类例外过程，这些例外都将数据包传送到慢速路径；

快速路径与缓冲管理器接口(FPC)：缓冲管理器通过Netlink监听到异步Netlink事件，然后通过FPC接口将各种内核服务状态转换传送到快速路径管理器(FPM)，而后由FPM对快速路径中的处理过程进行同步更新状态；

快速路径统计接口(FPS)：是内核收集物理或逻辑接口统计信息与MIB的接口，FPS利用net_device的get_stats()获得网络设备及其活动的统计结果和信息，这些信息以net_device_stats结构的形式返回，net_device结构中没有指向含有统计数据的net_device_stats结构的指针，统计数据的结构必须被容纳在网络驱动程序的私有数据空间中，并由驱动程序方法get_stats()调用。

2、如权利要求1所述的基于多核网络处理器的慢速路径、快速路径及其接口设计方法，其特征在于：慢速路径和快速路径是：

快速路径：一系列运行在硬件或硬件抽象层内的代码，高度优化整体系统性能，快速路径中的数据包不会产生例外过程，它们通过软件或硬件逻辑来实现整个快速转发过程；

慢速路径：数据平面的慢速路径处理大量的快速路径无法处理的复杂的数据包，它处理快速路径产生的大多数例外。

3、如权利要求1所述的基于多核网络处理器的慢速路径、快速路径及其接口设计方法，其特征在于：对于不同的快速路径管理器，利用3种API来集成并支持快速路径管理器的功能：

a、FPC接口从缓冲管理器获取各种状态和条目；

b、FPVI接口用来在快速路径与慢速路径之间获取或发送数据包，每一个物理端口的逻辑接口都有一个逻辑FPVI接口；

c、FPS接口将快速路径与慢速路径中的统计信息进行整合。

4、如权利要求1所述的基于多核网络处理器的慢速路径、快速路径及其接口设计方法，其特征在于：第二步骤中定义为两类例外过程是：

每类例外过程中的数据包状态定义为：

a、转发状态：直接产生来自于网络设备的原始数据包的例外处理过程，通过与物理接口关联的FPVI接口，直接将层2数据包传送到内核的input链中，接口不对输入包进行修改(包括原始的以太数据包头、IP包头)；

b、本地传送状态：数据包源之系统本机，并且此数据包要前往另一个系统，数据包通过特殊的FPVI接口被传递到内核的Output链中。

5、如权利要求4所述的基于多核网络处理器的慢速路径、快速路径及其接口设计方法，其特征在于：根据数据包的两种状态，它将在快速路径中产生两类例外：

a、基本例外：对于转发状态的数据包，基本例外是缺省的例外处理过程，Fast Path将原始的数据包传递给Slow Path，并停止任何进一步的处理；

b、本地传送状态例外：对于处于本地传送状态的数据包，使用这个例外处理过程，数据包不是被转发，而是作为解封包过程或协议装换过程来处理。