[发明专利]针对慢速和快速端口的直通处理

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年3月20日提交的题为“CutThroughProcessingforSlowandFastPorts”的美国临时专利申请No.61/803,562以及于2013年11月19日提交的题为“CutThrough–SlowtoFast”的美国临时专利申请No.61/906,023的权益。上述两申请的公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开总体上涉及网络，尤其涉及在网络设备中实施的分组处理技术。

背景技术

基于分组的网络中的一些类型的通信对于端到端传输时间要求非常小的时延。对于一些应用而言，甚至毫秒量级的延迟也会对所期望的结果造成不利影响，诸如以目标价格买入或卖出证券。然而，常规的“存储并转发”技术由于实施该技术的网络设备(例如，网桥设备)在开始将分组转发至下一个设备之前必须等待接收并缓存整个分组而引入了额外的时延。对于大的分组而言，这样的延迟会是明显的。

一种总体上有助于减少时延的已知技术被称作“直通(cut-through)”。利用直通，网络设备对分组的一部分(例如，报头)进行处理，并且在整个分组已经被接收并写入存储器之前开始将该分组转发/传送至下一个设备。虽然直通总体上减少了时延，但是常规的直通技术受到各种缺陷的影响。一种这样的缺陷是由于以太网协议一般要求单个分组以连续方式在网络设备之间进行传送而出现的，其中中断或暂停会导致错误情况出现。这可能是存在问题的，例如当网络设备在相对慢速的进入端口上接收分组并且将该分组转发至相对快速的外出端口的时候。由于在外出端口开始获取分组数据以便进行转发/传送时在相对慢速的端口处进入的一些分组还无法在存储器中可用，所以外出端口最终会在整个分组数据的传输已经完成之前就用光待传送的分组数据。该场景一般被称作“欠载(under-run)”。

常规直通技术的另一种缺陷来自于以下事实，其中在能够对完整分组进行处理之前开始转发，并且因此对于各种、通常为非转发操作而言可能需要或有用的某些类型的信息在传送分组时还是未知的。例如，对于计量以及各种其它操作而言有用的接收分组的字节数在直通转发开始的时候可能是未知的。作为另一个示例，对于镜像或各种其它操作而言可能有用的接收分组是否没有错误的知识在直通转发开始的时候可能是未知的。

发明内容

在一个实施例中，一种用于在网络设备中处理网络分组的方法，包括在网络设备的进入端口处接收网络分组。该方法还包括在至少该网络分组的第一部分已经被接收之后，但是在该网络分组已经被完全接收之前，在该网络设备处并且基于该网络分组的该第一部分生成表示该网络分组的第一数据结构，在该网络设备的分组处理器处对该第一数据结构进行处理，并且响应于对该第一数据结构进行处理，选择性地开始将该网络分组转发至该网络设备的第一外出端口，或者选择性地不将该网络分组转发至该网络设备的第一外出端口。该方法还包括在该网络设备处生成表示该网络分组的第二数据结构。该方法还包括在已经在进入端口处完全接收到该网络分组之后，在该分组处理器处对该第二数据分组进行处理，并且响应于对该第二数据结构进行处理，选择性地将该数据分组转发至不同于该第一外出端口的第二外出端口。

在另一个实施例中，一种网络设备包括多个端口，该多个端口包括被配置为从网络接收网络分组的进入端口，以及耦合至该多个端口的分组处理器。该分组处理器包括描述符生成器单元，其被配置为在至少第一网络分组的第一部分已经在该进入端口处被接收之后，但是在该第一网络分组已经在该进入端口处被完全接收之前，基于该第一网络分组的第一部分生成表示该第一网络分组的第一数据结构。该描述符生成器单元还被配置为生成表示该第一网络分组的第二数据结构。该分组处理器还包括转发模块，其被配置为在该第一网络分组已经在该进入端口处被完全接收之前，(i)对该第一数据结构进行处理，并且(ii)响应于对该第一数据结构进行处理，选择性地开始将该第一网络分组转发至该多个端口中的第一外出端口，或者选择性地不将该第一网络分组转发至任何外出端口。该转发模块还被配置为在该第一网络分组已经在该进入端口处被完全接收之后，(i)对该第二数据结构进行处理，并且(ii)响应于对该第二数据结构进行处理，选择性地将该第一网络分组转发至该多个端口中不同于该第一外出端口的第二外出端口。