[发明专利]用网络接口卡进行对等层通信的系统和方法

说明书

本发明一般涉及计算机系统，更具体地说涉及利用计算机系统中的网络接口卡进行对等层(peer-level)通信的系统和方法。

在早期的计算处理中，计算机系统是连接有诸如显示器，打印机和输入设备的外部设备的独立处理器。各个计算机系统是独立的并且与其它计算机系统的通信较少。然而在今天，众所周知在诸如局域网或广域网的计算机网络中互连计算机系统大大增强了对作为网络一部分的各种计算机系统提供的数据，服务和资源的共享。

为了在网络上的不同计算机系统之间进行通信，已经开发出许多通信协议。众所周知的网络协议的一些例子包括系统网络体系结构(SNA)，传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)，网络基本输入输出系统(NetBIOS)和网间分组交换/序列分组交换(IPX/SPX)。本领域的技术人员熟悉所有这些协议和其它协议。

目前销售的常规网络接口卡(NIC)由一个主机接口，介质访问层逻辑和一个物理接口构成。NIC设计中的目标是尽可能迅速地向驻留的主机来回传送网络分组，这通常意味着使分组流强制通过的硬件最小化。由一个网络驱动程序，一个传输堆(transport stack，可以是TCP/IP)和一个套接字层接口(socket layer interface)构成的主机驻留软件把分组流处理成缓冲区层传送，通过一个相对统一的应用程序接口(″API″)向应用提供上述缓冲区层传送。在Unix/Linux环境中，API通常被称作″套接字″(socket)。在Windows^NT/2000环境中，API具体表现为″Winsock2″。也可以是其它诸如用于Windows NT内部内核访问的TDI接口层的接口层。然而应当注意，所有这些接口均位于传输堆的顶端。

通常计算机系统内部希望与网络进行通信的设备均在套接字层完成通信。例如，如果在系统内部提供一个冗余阵列磁盘机(RAID)控制器，则网络文件系统请求在主机内部产生为那些请求提供服务的活动。从RAID读出的磁盘I/O块首先被传送到计算机系统的主存储器，并且从那里通过一个API被传送到传输堆。在传输堆中，该块被封装在选择的协议内并且被传送到NIC以便作为一或多个IP分组进行发送。

如上所述，必须注意所有这些接口点均位于传输堆的顶端。所以通过上述讨论应当理解，在系统I/O总线将所有数据传送了两次，因而这种不经济的数据移动造成了网络吞吐的一个主要瓶颈。

为了提高数据传送速率，现有技术解决方案需要把传输堆放到计算机系统内部的夹层总线(mezzanine bus)的层次上。这需要使用NIC上的协处理器(通常被称为″智能处理器″)运行TCP/IP堆栈。不幸的是，智能处理器价格昂贵并且有时实际减少了网络吞吐量。

因此，本领域需要一种可靠提高网络吞吐量并且基本上不增加整个计算机系统的费用的方法。

为了克服现有技术的上述不足，本发明针对在具有一个被连接到第一和第二设备与网络接口电路的总线的计算机系统内的使用提供了一个允许第一和第二设备中的一个设备通过网络接口电路与计算机网络通信的系统和方法，以及使用上述系统或方法的计算机系统。在一个实施例中，该系统包含：(1)连接在总线和网络接口电路之间，通过总线提供对网络接口电路的套接字层访问的传输堆电路和(2)与传输堆电路相关，建立允许在计算机系统内部的第一，第二设备和传送接口电路之间进行对等(peer-to-peer)、套接字层访问的唯一通道的通道控制电路。

所以本发明引入了为套接字层网络接口硬件提供通道式访问，从而允许计算机系统中的多个设备通过接口硬件与计算机网络通信的宽的概念。这允许在计算机系统内部进行对等通信，或者为其它任务释放另外的中间的设备(诸如主机和进一步的总线带宽)。

在本发明一个实施例中，网络接口电路位于一个可移动地连接在计算机系统内部的NIC上并且被从包括以下设备的组中选出：(1)10Base-T网络接口电路，(2)10/100Base-T网络接口电路，(3)100Base-T网络接口电路，(4)OC-12光网络接口电路，(5)OC-48光网络接口电路，(6)OC-192光网络接口电路，(7)Gigabit Ethernet^光网络接口电路和(8)TokenRing^网络接口电路。然而相关领域的技术人员会认识到，本发明适用于任何常规或以后开发的链路或物理接口技术。