[发明专利]多信道输入/输出虚拟化

说明书

本发明提供用于实现由在网络装置上执行的多个进程共享多信道分组处理器的系统、方法及计算机可读媒体。所述网络装置可包含存储器管理单元，其经配置以包含地址映射。所述地址映射可包含保留部分。虚拟机可在所述地址映射中分配客户机部分，其中所述客户机部分分配于所述地址映射中不包含所述保留部分的一部分中。来自所述分组处理器的第一信道可被指派到所述客户机部分，且所述虚拟机可使用所述第一信道接收分组。所述保留部分可被指派到在所述网络装置上执行的主机进程。来自所述分组处理器的第二信道可被指派到所述保留部分。所述主机进程可使用所述第二信道将分组发射到网络。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2016年5月31日申请的第62/343,728号美国临时申请案及2016年5月31日申请的第62/343,811号美国临时申请案的权益及优先权。第62/343,728及62/343,811号美国申请案的全部内容出于所有目的以全文引用方式并入本文中。

发明内容

本发明大体上涉及联网技术，且更特定来说，涉及用于共享针对运行网络装置的用户空间的主机进程之间的高输入/输出(I/O)性能而设计的网络分组处理器的系统及方法。

网络装置(例如路由器)可包含I/O装置(例如分组处理器)。所述分组处理器可提供直接存储器存取(DMA)功能性以用于将分组发射到网络及/或从网络接收分组。在许多情况中，多个主机级进程可在所述网络装置上执行，其中每一者可能需要使用所述分组处理器发射及/或接收分组。此类主机进程可包含虚拟机及主机操作系统中运行的其它进程。

在各种实施方案中，提供用于实现由在网络装置上执行的多个进程共享高性能I/O装置(例如分组处理器)的系统、方法及计算机可读媒体。在各种实施方案中，所述网络装置可包含存储器管理单元(例如I/O存储器管理单元(IOMMU))。所述存储器管理单元可经配置以包含地址映射。所述地址映射可进一步经配置以包含保留部分。所述保留部分中的地址可对应于主机地址空间中的地址，其中所述主机地址空间在所述网络装置的存储器中。在各种实施方案中，所述地址空间独立于使用所述地址空间的进程被保存。所述网络装置可进一步经配置以将所述地址映射指派到所述网络装置上执行的虚拟机。所述虚拟机可经配置以在所述地址映射中分配客户机部分，其中所述客户机部分分配于所述地址映射中不包含所述保留部分的一部分中。所述网络装置可进一步经配置以将来自多个信道的第一信道指派到所述客户机部分。所述虚拟机可进一步经配置以使用所述第一信道从网络接收分组。所述网络装置可进一步经配置以将所述保留部分指派到所述网络装置上执行的主机进程，且将来自所述多个信道的第二信道指派到所述保留部分。所述主机进程可经配置以使用所述第二信道将分组发射到网络。

在各种实施方案中，主机进程可经配置以使用虚拟地址获得物理地址。在这些实施方案中，主机进程可使用保留部分获得物理地址。此物理地址对应于存储器中的地址，且虚拟地址对应于虚拟机的虚拟地址空间。

在各种实施方案中，主机进程可经配置以使用物理地址将分组写入到存储器。在各种实施方案中，分组处理器可使用DMA操作将分组发射到网络上。

在各种实施方案中，虚拟机可经配置以使用虚拟地址从存储器读取分组。在各种实施方案中，分组处理器可具有从网络接收到的分组，且使用DMA操作将分组放置在存储器中。

在各种实施方案中，分组处理器可经配置以在第二信道上接收发射分组的请求，其中所述请求包含虚拟地址。分组处理器可进一步经配置以使用保留部分获得虚拟地址的物理地址。分组处理器可进一步经配置以使用物理地址从存储器读取分组且发射分组。

在各种实施方案中，分组处理器可经配置以在所述第一信道处接收分组。分组处理器可进一步经配置以使用地址映射获得虚拟地址的物理地址，其中虚拟地址由虚拟机配置。分组处理器可进一步经配置以使用物理地址将分组写入到存储器。