[发明专利]一种基于CXL协议的网络连接方法及系统

说明书

本发明涉及网络通信技术领域，提出了一种基于CXL协议的网络连接方法及系统，包括：在主机内设置主机端CXL_IP模块，并在网卡内设置网卡端CXL_IP模块和网卡内存；主机端CXL_IP模块和网卡端CXL_IP模块通过CXL协议连接，网卡端CXL_IP模块和网卡内存连接；通过主机端CXL_IP模块发送主机端数据到网卡端CXL_IP模块；将主机端数据存储到网卡内存中，读取网卡内存中的主机端数据并发送到网络；接收网络数据并保存到网卡内存中，将网卡内存中的网络数据通过网卡端CXL_IP模块发送到主机端CXL_IP模块中，从而将网络数据发送到主机。本发明解决了现有技术占用内存带宽过高的问题，且具有效果显著的特点。

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，更具体的，涉及一种基于CXL协议的网络连接方法及系统。

背景技术

网卡是工作在第二层链路层的网络组件，是局域网中连接计算机和传输介质的接口，不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。

目前常见的网卡总线接口类型为PCIE和USB。以基于PCIE接口的网卡为例，接收网络数据包的流程如下：

网卡通过收发器从网络中得到网络数据，并根据网卡自身功能，将网络数据恢复成数据。如传统网卡对物理层接收到的网络数据成帧处理，校验无误之后去掉以太网帧头，得到最终的数据包。

网卡通过PCIE DMA机制，将接收到的数据包复制到主机侧内存中。

网卡触发PCIE中断，通知操作系统已接收到数据包。

操作系统的中断服务函数根据中断号，从内存读取数据包并调用对应协议栈进行处理，最后将数据复制到用户程序空间。

发送过程则与之相反：

用户程序通过对应协议栈，对准备发送的数据进行处理，得到的数据包保存在主机侧内存中。

主机通过PCIE接口，通知网卡发送数据包的信息，如主机侧内存地址，长度等。

网卡通过PCIE DMA机制，从对应的主机侧内存中取出发送数据包。

网卡通过自身功能，将发送数据转化成物理层的网络数据并发送到网络中。如传统网卡在发送数据包头部加上以太网头部，尾部加上FCS校验等，封装成网络报文，最终转化成网络数据发送到网络中。

无论是发送数据还是接收数据的流程中，网卡都占用了一定的内存带宽，然而由于网络带宽较低，因此内存带宽只被网卡占用较小的比例。

随着网络技术的发展，网络带宽在2020年已经迈向400Gbps以太网大关，并正向着更快的800Gbps，甚至1.6Tbps发展。而此时存储技术发展缓慢，内存墙问题依然没得到解决。因此网络带宽与内存带宽日益增大的差距，导致了网卡需要占用更多的内存带宽。在这种情况下，主机上运行的用户程序能够使用的内存带宽被降低，进一步加重了内存墙的问题。

现有技术有一种基于FPGA模块的PCIE实时网卡，包括：ZYNQ模块，包括FPGA芯片；与所述ZYNQ模块连接的至少一个PHY芯片，所述PHY芯片通过MII和\或RMII接口与ZYNQ模块进行数据交互，所述PHY芯片与外接接口连接；PCIE总线，与所述ZYNQ模块连接，用于将接收的数据传递至所述ZYNQ模块处理。所述ZYNQ模块包括带ARM核的FPGA芯片；所述FPGA芯片通过所述PCIE总线与主机内存相连，所述FPGA芯片与所述主机内存通过所述PCIE总线进行数据交互。

然而现有技术存在通过网络进行数据传输时占用内存带宽过高的问题，因此如何发明一种占用内存带宽低的新型网络连接方法，是本技术领域亟需解决的问题。

发明内容