[发明专利]一种基于并行微引擎的网络报文头处理器

说明书

本发明公开了一种基于并行微引擎的网络报文头处理器，包括微引擎簇、轮询调度器模块、任务调度器模块、存储器模块，微引擎簇，由多个并行独立工作的微引擎组成，每个微引擎加载相应的微码指令，根据微码指令，调度多个线程通过任务调度器模块访问存储器模块中相应存储单元中的相关表项，完成报文头数据帧解析、分类和转发处理，并将各线程工作状态反馈给轮询调度器；轮询调度器模块，轮询各微引擎每个线程的线程工作状态，将收到的报文头递交给线程空闲数较多的微引擎；存储器模块，用于存储报文头数据帧解析、分类和转发处理所需要的相关表项和微引擎的微码指令。本发明可保证报文的高速处理和高度灵活性，满足网络大规模数据处理的需求。

技术领域

本发明涉及一种基于并行微引擎的网络报文头处理器，属于有线通信技术领域。

背景技术

目前市场上大多数网络处理器芯片的微引擎设计都采用流水线模式。在流水线模式中，数据包的处理分成若干个阶段，每个阶段都有固定的任务，数据包的处理过程就是从一个处理阶段跳到下一个处理阶段，直到处理完毕。每个流水阶段都包含一个或多个处理引擎，每个面向任务的处理引擎都是针对特定的网络任务以及它本身的指令集进行优化的。流水线体系结构基于一种分布式的编程模式，在这种模式中，应用程序分成多个流水阶段。每个流水线处理引擎都经过优化，以处理特定的任务和指令。这种模式的不足在于它需要把整个处理任务均匀的分配到流水线的各个阶段，否则流水线将会被打乱，且流水线模式下，每个微引擎之间相互影响，各微引擎闲忙不均，利用率较低，报文处理速度慢，无法满足未来网络大规模数据处理的需求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于并行微引擎的网络报文头处理器，并行微引擎之间并行独立工作，相互之间没有交互，内部对数据进行端对端并行处理，一个微引擎完成数据帧的整个流水线处理。这种并行模式可保证报文的高速处理，可满足未来网络大规模数据处理的需求。

本发明的技术解决方案是：一种基于并行微引擎的网络报文头处理器，包括微引擎簇、轮询调度器模块、任务调度器模块、存储器模块，其中：

微引擎簇，由多个并行独立工作的微引擎组成，每个微引擎加载相应的微码指令，根据微码指令，调度多个线程通过任务调度器模块访问存储器模块中相应存储单元中的相关表项，完成报文头数据帧解析、分类和转发处理，并将各线程工作状态反馈给轮询调度器；

轮询调度器模块，轮询各微引擎每个线程的线程工作状态，将收到的报文头递交给线程空闲数较多的微引擎；

存储器模块，用于存储报文头数据帧解析、分类和转发处理所需要的相关表项和微引擎的微码指令。

所述任务调度器模块，调度各微引擎线程对存储器中的存储单元的访问，使得微引擎的线程之间以轮转非抢占方式对存储单元进行访问，以实现存储单元中的相关表项的查找和读写。

所述每个微引擎内部的线程之间采用流水线工作方式工作。

所述存储器模块中的存储单元包括DDR存储器、TCAM存储器、存片上储器LMEM、指令存储器IMEM，其中：

DDR存储器，用于存储VLAN表、MPLS表；

TCAM存储器，用于存放MAC地址表、路由表；

片上存储器LMEM，用于存放流表；

指令存储器IMEM，用来存放微引擎的微码指令。

所述MAC地址表、路由表采用TCAM形式存储。

网络报文头处理器还包括搜索引擎，当微引擎访问DDR存储器时，微引擎通过任务调度器调用搜索引擎，并指定搜索引擎采用相应的搜索算法对DDR中的表项进行搜索，查找与微引擎所处理的报文头相匹配的表项，并将搜索结果反馈给微引擎。

微引擎簇中多个微引擎集成在一块芯片上。