[发明专利]加速网络分组处理

说明书

本发明涉及加速网络分组处理。本文中描述了用于加速分组处理的设备和技术。该设备可以使动作匹配至网络数据分组的一部分并且通过处理动作来通过机器使针对网络数据分组的分组处理流水线加速。

本申请为分案申请，其母案的发明名称为“加速网络分组处理”，申请日为2016年11月17日，申请号为201680075637.4。

本申请要求保护2015年12月22日提交的美国专利申请序列号14/977,810的优先权的权益，通过引用将其以其整体合并于此。

技术领域

本文所述实施例总体上涉及通过网络发送或接收的数据分组的处理。一些实施例涉及数据分组处理的硬件加速。

背景技术

当硬件交换机与专门的硬件功能相结合时，该硬件交换机提供网络能力，包括分组交换、安全性、深度分组检查和其他能力。最近，已经出现了提供在大容量计算机架构上执行虚拟交换机和虚拟功能的趋势。业界一直致力于改善虚拟交换机之间的协调，以达到最佳地利用由硬件交换机提供的吞吐量益处连同虚拟交换机的灵活性和功率的目的。

附图说明

在不一定按照比例绘制的绘图中，相似的数字可以描述不同视图中的类似组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示类似组件的不同实例。绘图通常以示例的方式而非限制的方式来说明在本文档中讨论的各个实施例。

图1图示根据一些实施例的部署用于实施加速网络分组处理的多个交换平台的单个系统的组件。

图2图示根据一些实施例的部署用于实施加速网络分组处理的虚拟环境的系统的组件。

图3图示根据一些实施例的用来加速网络处理的控制设备。

图4图示根据一些实施例的用于加速网络分组处理的方法。

图5图示根据一些实施例的用于加速网络分组处理的系统。

具体实施方式

一些网络分组处理解决方案已将重点集中在硬件上，使用机架顶(ToR)交换机和专用功能硬件来提供网络功能（包括分组交换、安全性、深度分组检查和其他功能）。然而，客户可能经历由硬件限制（诸如有限的存储器、有限的三态内容可寻址存储器（TCAM）、减少的被支持数据流的总数等等）造成的降低的功能。此外，硬件交换机在分组解析方面可能过于严格并且硬件交换可能会展示出平台灵活性和可配置性的普遍缺乏。

因此，业界的趋势已提供软件定义网络(SDN)以用于使网络功能与底层硬件解耦，这可以帮助增加敏捷性并降低成本。类似地，网络功能虚拟化(NFV)可以用完全部署在软件中的实现来替换固定功能硬件，该软件在通用、基于标准的服务器、大容量服务器等等上更成本高效地运行。然而，这种软件定义系统可能不会利用硬件交换机的某些合意的特性。

这些基于软件的解决方案包括对底层物理架构的各种各样的基于软件的抽象。例如，虚拟交换机允许一个或多个虚拟机(VM)彼此通信。虚拟网络功能(VNF)可以包括在一个或多个大容量硬件服务器架构、硬件交换机、硬件存储装置和/或云基础设施上执行的一个或多个VM（运行不同操作系统（OS））。VNF过程用来提供取代定制网络设备的专门网络处理。

各种各样的应用编程接口(API)和软件平台都存在于用于准许利用虚拟交换机的网络自动化的行业中。这些方法的一个显著好处是用来在操作系统(OS)的用户级定义和定制分组处理规则和对应动作的能力。这些方法的一个问题是底层物理硬件交换机的利用不足，因为大量的规则匹配和分组处理的动作标识是在OS的内核空间内进行的，并且不是在底层硬件交换机上进行的，该底层硬件交换机具有显著更好的处理吞吐量。