[发明专利]具有缓冲器回收的分组转发装置和相关分组转发方法

说明书

一种分组转发装置，包括第一存储设备和处理器。第一存储设备具有分配在其中的多个缓冲器，并且包括在多个缓冲器中的至少一个缓冲器被布置为缓冲至少一个分组。处理器被布置为执行Linux内核以执行与至少一个分组相关联的基于软件的分组转发。在第一存储设备中分配的至少一个缓冲器通过直接存储接入(DMA)管理被回收，并被重新用于缓冲至少一个其他分组。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年12月7日提交的申请号63/286,586的美国临时申请的权益。该申请的内容通过引用并入本申请。

技术领域

本发明涉及分组转发，更具体地，涉及具有缓冲回收的分组转发装置和相关分组转发方法。

背景技术

在数据传输中，吞吐量(throughput，T-put)是在给定时间段内从一个设备成功移动到另一设备的数据量，通常以每秒比特(bits per second，bps)为单位，如每秒兆比特(megabits per second，MbpS)或每秒千兆比特(gigabits per second，Gbps)。一般来说，T-put是路由器产品的一个关键点。路由器产品可以采用Linux操作系统来处理分组转发任务。套接字缓冲或“SKB”是Linux网络代码中最基本的数据结构。使用此数据结构处理发送或接收的每个分组。在典型的路由器设计中，Linux内核在一个或多个分组转发过程中负责分配SKB和释放SKB，这会消耗大量中央处理单元(central processing unit，CPU)资源，并且可能是T-put的瓶颈。因此，需要一种可以提高T-put性能的创新数据分组转发设计。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具有缓存回收的分组转发装置及相关分组转发方法。

根据本发明的第一方面，公开了一种示例性分组转发装置。该示例性分组转发装置包括第一存储设备和处理器。第一存储设备具有分配在其中的多个缓冲器，并且包括在多个缓冲器中的至少一个缓冲器被布置为缓冲至少一个分组。处理器被布置为执行Linux内核以执行与至少一个分组相关联的基于软件的分组转发。分配在第一存储设备中的至少一个缓冲器通过直接存储接入(direct memory access，DMA)管理被回收，并且被重新用于缓冲至少一个其他分组。

根据本发明的第二方面，公开了示例性分组转发方法。示例性的分组转发方法包括：将至少一个分组缓存在存储设备中分配的至少一个缓冲器中；在处理器上执行Linux内核以执行与至少一个分组相关联的基于软件的分组转发；通过直接存储接入(directmemory access，DMA)管理回收分配在存储设备中的至少一个缓冲器，并重用至少一个缓冲器来缓冲至少一个其他分组。

根据本发明所提供的具有缓冲器回收的分组转发装置及转发方法，可以以提高T-put性能和/或降低处理器利用率。

在阅读了在各种附图和附图中示出的优选实施例的以下详细描述之后，本发明的这些和其他目的对于本领域普通技术人员无疑将变得显而易见。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的具有缓冲器回收的分组转发装置的示意图。

图2是图示根据本发明实施例的网络系统的图。

图3是图示根据本发明实施例的USB/RNDIS协议栈的图。

图4是说明在没有RNDIS分组聚合的情况下发送的USB分组和在具有RNDIS分组聚合的情况下发送的USB分组的图。

图5是图示根据本发明的实施例的具有RNDIS从模块的路由器的配置的图，该RNDIS从模块在RX模式下操作以进行具有/不具有聚合的上行链路分组转发。

图6是图示根据本发明实施例的在路由器上执行的用于转发不具有聚合的分组的上行链路分组转发任务的第一部分的图。