[发明专利]报文缓存管理方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种报文缓存管理方法及系统。

背景技术

现有技术中路由交换芯片结构如图1所示，网络交换芯片分为上行方向报文处理引擎、流量管理引擎和下行方向报文处理引擎。报文在上行方向处理引擎中根据报文头部携带的外部优先级字段（如802.1p、DSCP等）映射得到交换芯片内部处理优先级。流量管理引擎接收到报文后，根据内部优先级映射得到报文的流分类索引号。流量管理引擎继而可以根据流分类索引号，对不同的应用提供差异化的缓存资源分配和管理。

现有网络交换芯片中报文缓存管理方法将缓存空间分割为最小资源保证区和资源共享区两个功能区。最小资源保证区确保每个端口和流分类能够获得一定的缓存资源，资源共享区得缓存资源在所有端口和流分类之间共享。

然而，现有网络交换芯片只将整个缓存空间划分为两个功能区，无法满足网络应用的发展要求，主要表现在：

 (1) 在端口流控和PFC功能启用时，从此端口或流分类进来的报文，仍然可能面临缓存资源不够而被丢包的问题；

 (2) 不支持虚拟化方案。随着数据中心三网融合技术的推进，存储网络和InfiniBand网络流量将由廉价的以太网承载。这就要求交换设备能够对三种网络流量进行区别对待。另外，虚拟化还表现在，将一台物理设备虚拟成多台逻辑设备，例如，一台48个端口的交换设备被虚拟化成两台24个端口的逻辑设备。在两台逻辑设备上运行独立的控制进程，在芯片数据通道上，两台逻辑设备的资源被隔离，互不影响；

 (3) 缺乏一个控制不同端口和流分类之间公平分配资源的控制机制。缓存管理方法不能适应网络拥塞状态的变化，在资源利用率和公平性之间找不到平衡点。

鉴于上述问题，有必要提供一种新的报文缓存管理方法及系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高缓存利用率的报文缓存管理方法及系统。

本发明的一种报文缓存管理方法，所述方法包括以下步骤：

S1、流量管理引擎接收到报文；

S2、入口缓存资源管理模块对报文进行资源管理和报文接纳控制；

S3、出口缓存资源管理模块对报文进行资源管理和报文接纳控制；

S4、若入口缓存资源管理和出口缓存资源管理都通过，则将报文存储到MMU共享缓存；否则，拒绝报文存储到MMU共享缓存并丢弃到达报文。

作为本发明的进一步改进，所述MMU共享缓存被划分为若干单元长度相同的存储分片单元。

作为本发明的进一步改进，所述入口缓存资源管理模块将MMU共享缓存划分为：最小资源保证区、资源共享区、流控和PFC专用资源区以及关键资源区。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2具体为：

S21、入口缓存资源管理模块接收到报文；

S22、最小资源保证区根据入端口数量划分成若干每个入端口要保证的最小资源区；

S23、在每个入端口要保证的最小资源区内，按照此入端口内的流分类数量划分此入端口下每个流分类要保证的资源下限；

S24、报文使用最小资源保证区的缓存资源进行缓存；

S25、若最小资源保证区的缓存资源被用尽，报文依次经过入端口下流分类资源上限约束检查、入端口资源上限约束检查、虚拟子空间资源上限约束检查、以及整体缓存资源上限约束检查，若四层约束检查全部通过，报文从共享资源区申请得到相应数量的缓存单元；

S26、若四层约束检查失败，判断报文是否属于关键报文，若是，从关键资源区申请缓存单元；

S27、若四层约束检查失败，判断端口下是否使能了流控或者相应优先级使能了PFC，若是，从流控和PFC专用资源区申请缓存单元。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S23还包括：

S231、入口资源管理模块根据当前缓存资源的利用率评估当前的拥塞级别；

S232、根据拥塞级别动态调节每个入端口以及入端口下每个流分类在资源共享区的资源使用上限。

作为本发明的进一步改进，所述出口缓存资源管理模块将MMU共享缓存划分为：最小资源保证区、资源共享区以及关键资源区。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3具体为：

S31、出口缓存资源管理模块接收到报文；

S32、最小资源保证区根据出端口数量划分成若干每个出端口要保证的最小资源区；