[发明专利]一种基于空间缓存的CPU收发包调度装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于空间缓存的CPU收发包调度装置及方法，装置包括发送队列调度模块、接收队列调度模块、指针管理模块、发送服务质量管理模块、共享缓存，方法包括CPU发送数据和CPU接收数据的步骤，这两个步骤均需要先读取读指针和写指针数值，再通过指针差值判断当前信用是否足够，信用足够则发送或接收队列数据，信用不够则暂停调度对应的队列；此外发送服务质量管理模块可以将队列缓存在相应端口的缓存空间内，等待不会出现冲突后再继续发送，以保证数据不会出现丢失，如果相应缓存空间的信用不足，则发出反压信号告知相应端口队列停止发送。本发明可以有效避免CPU在收发数据包时出现丢包的情况，可以增强数据传输的可靠性。

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种基于空间缓存的CPU收发包调度装置及方法。

背景技术

随着信息技术与网络通信的快速发展，人们对于数据的传输速率和可靠性都有着较高的需求，网络设备通常需要处理大量的数据包，在处理过程中经常会出现丢弃处理的情况，这种情况在高速传输的情况下尤为严重。这是因为在当前的三层以太网交换设备中，报文的二层交换和三层路由主要由交换芯片和网络处理器完成，CPU基本上不参与交换和路由过程，主要完成管理和控制交换芯片的功能。而随着以太网相关技术的发展，交换芯片和网络处理器的处理能力不断被提升；相比之下，数据交换设备中CPU处理性能的提升程度远远不及交换芯片和网络处理器。

因此，做好CPU和交换芯片以及网络处理器接口的缓冲管理、队列调度以及流量监管，合理利用CPU资源，是保证数据交换设备安全、稳定运行的前提，也是目前及将来数据交换设备开发的重要课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于空间缓存的CPU收发包调度装置及方法，通过信用调度方式逐级反压，同时利用CPU的缓存空间，控制调度其中的收发队列，提高了数据的传输质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于空间缓存的CPU收发包调度装置，包括设置于CPU中的发送队列调度模块、接收队列调度模块、指针管理模块、发送服务质量管理模块，还包括CPU的共享缓存，其中：

发送队列调度模块用于调度目标虚拟接口的待发送队列，根据读写指针值计算目标虚拟接口的第一缓存空间的信用，若信用不足则停止调度待发送队列，若信用足够则将待发送队列的数据加入第一缓存空间；

接收队列调度模块用于调度目标虚拟接口的待接收队列，根据读写指针值计算目标虚拟接口的第二缓存空间的信用，若信用不足则停止调度待接收队列，若信用足够则将待接收队列的数据加入第二缓存空间；

指针管理模块用于维护各第一缓存空间和第二缓存空间的读指针和写指针；

发送服务质量管理模块用于从各源虚拟接口的第一缓存空间获取数据，并分别发送给对应的目的虚拟接口，若目的虚拟接口的第二缓存空间的信用不足则将获取的数据缓存在对应的第三缓存空间，第三缓存空间的缓存数据量达到给定的信用值时，通知发送队列调度模块停止调度待发送队列；

共享缓存用于提供第一缓存空间、第二缓存空间和第三缓存空间，所述第一缓存空间、第二缓存空间和第三缓存空间均与各虚拟接口一一对应。

进一步的，所述发送服务质量管理模块还用于存在指向同一目的虚拟接口的多个源虚拟接口时，指定其中一个源虚拟接口，并将指定的源虚拟接口以外的其他源虚拟接口的数据缓存在对应的第三缓存空间中，将指定的源虚拟接口的数据发给目的虚拟接口之后，依次重新指定源虚拟接口，并将指定的源虚拟接口的第三缓存空间中的数据发给目的虚拟接口，直到所有源虚拟接口的数据均发给目的虚拟接口。