[发明专利]基于多核处理器的报文处理方法、装置和网络设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种基于多核处理器的报文处理方法、装置和网络设备。

背景技术

IP网络设备，如交换机、路由器、防火墙和网关等，作为计算机互连的数据交换节点，其数据转发性能决定了网络的整体质量。随着用户连接数的急剧增长和各种高带宽应用的出现，主频提升受限的单核处理器越来越难以满足高速数据转发的性能需求，而多核处理器凭借其较低成本的扩展能力和并行计算特性，逐渐在网络通信领域得到广泛引用。所谓多核处理器，是指在一个硬件芯片上集成多个核心处理器（Core-CPU；以下简称：Core），通常为共享内存式结构。多核处理器具备相对独立的多个计算处理核心，可以并行地执行报文转发处理程序，从而使得报文转发性能得到大幅度提高，进而可以提高系统整体的吞吐率。但是，多核处理器由于共享许多硬件和软件资源，在数据转发繁忙时，如何能够提高彼此的协同效率，减少相互等待时间，充分发挥并行特性成为多核处理器平台软件开发的难点。再者，由于每个处理器核心处理不同报文的时间随机性，有可能造成先进入转发序列的报文，反而后到达输出序列，出现所谓的报文乱序现象。

为了提高多核处理器的计算并行性，现有技术中经常采用的一种是流水线技术：报文从网络接口进入，然后通过前置报文分类单元把报文散列到各条流水线（为了满足保序要求，同一报文流通常会散列到同一条流水线），报文经由流水线各个处理阶段处理后，再被分发到输出单元的各个报文队列，最后经由出接口从物理线路发送出去。其中，流水线级数为一条流水线中所包含的处理阶段个数。

然而，现有技术中尚不存在对流水线技术中流水线条数和级数进行动态调整的方案，因此现有技术中网络设备的数据转发性能不高。即，若流水线条数或级数设置得太多，则将增加各条流水线和各级任务在核间切换的开销；若流水线条数或级数设置得太少，则无法实现多核处理器的全并发。

发明内容

本发明提供一种基于多核处理器的报文处理方法、装置和网络设备，对流水线参数进行优化设定，使得网络设备能够达到最佳的数据处理性能。

本发明的第一个方面是提供一种基于多核处理器的报文处理方法，包括：

对网络设备的报文处理过程的程序执行路径进行分析，获取所述报文处理过程的关键路径；

对所述关键路径中的各处理子过程进行量化分析，分别生成所述各处理子过程的量化值；

根据预设的散列算法对应的散列值范围获取流水线条数的取值范围；

根据所述关键路径中的各处理子过程的量化值、所述流水线条数的取值范围和处理器核数计算流水线条数和流水线级数，以采用所述流水线条数和所述流水线级数处理报文。

本发明的另一个方面是提供一种基于多核处理器的报文处理装置，包括：

路径获取模块，用于对网络设备的报文处理过程的程序执行路径进行分析，获取所述报文处理过程的关键路径；

量化模块，用于对所述关键路径中的各处理子过程进行量化分析，分别生成所述各处理子过程的量化值；

范围获取模块，用于根据预设的散列算法对应的散列值范围获取流水线条数的取值范围；

计算模块，用于根据所述关键路径中的各处理子过程的量化值、所述流水线条数的取值范围和处理器核数计算流水线条数和流水线级数，以采用所述流水线条数和所述流水线级数处理报文。

本发明的又一个方面是提供一种网络设备，包括上述的基于多核处理器的报文处理装置。

本发明的技术效果是：通过分析获取报文处理过程的关键路径，并量化生成各处理子过程的量化值，根据预设的散列算法对应的散列值范围获取流水线条数的取值范围，再根据关键路径中的各处理子过程的量化值、流水线条数的取值范围和处理器核数计算流水线条数和流水线级数，以采用流水线条数和流水线级数处理报文。本实施例对流水线参数进行优化设定，使得网络设备能够达到最佳的数据处理性能。

附图说明

图1为本发明基于多核处理器的报文处理方法实施例一的流程图；

图2为本发明基于多核处理器的报文处理方法实施例一中改进流水线技术的过程示意图；

图3为本发明基于多核处理器的报文处理方法实施例二的流程图；

图4为本发明基于多核处理器的报文处理方法实施例二中的典型报文处理过程示例图；

图5为本发明基于多核处理器的报文处理装置实施例三的结构示意图；

图6为本发明基于多核处理器的报文处理装置实施例四的结构示意图。