[发明专利]网络交换机中的缓冲区空间的有效使用

说明书

本发明公开了网络交换机中的缓冲区空间的有效使用。通信设备包括多个端口，该多个端口被配置为用作入端口和出端口，以用于连接到包数据网络。存储器耦合到端口并被配置为容纳分配给入端口的相应的输入缓冲区以及保存数据包以用于经由出端口在多个队列中发送的共享缓冲区。控制逻辑被配置为监控存储器的总体占用水平，并且当通过具有完全占用的输入缓冲区的入端口接收数据包同时存储器的总体占用水平低于指定的最大值时，被配置为将存储器中的附加空间分配给输入缓冲区，并且将所接收的数据包接受到附加空间中。

发明领域

本发明大体上涉及包通信网络，特别是涉及部署在这样的网络中的交换机中的缓冲区管理。

背景

用在诸如以太网和InfiniBand网络的高速包网络中的交换机通常包含缓冲存储器。由交换机通过其接口中的一个所接收的包在等待转移到适当的出接口或者在多播包的情况下可能被转移到多个出接口的同时被暂时储存在缓冲存储器中。虽然缓冲存储器可被静态分配到每个接口，但许多现代的包交换机使用共享存储器，其中缓冲区空间根据流量负载和存储器可用性被动态分配给不同的接口和队列。

概述

在下文中所描述的本发明的实施例提供了用于处理交换机中的缓冲存储器的改进技术和实现这种技术的设备。

因此，根据本发明的实施例，提供了包括多个端口的通信设备，该多个端口被配置为用作入端口和出端口，以用于连接到包数据网络。存储器耦合到端口并被配置为包含分配给入端口的相应的输入缓冲区以及保存数据包以用于经由出端口在多个队列中发送的共享缓冲区。控制逻辑被配置为监控存储器的总体占用水平，并且当通过具有被完全占用的输入缓冲区的入端口接收数据包同时存储器的总体占用水平低于指定的最大值时，被配置为将存储器中的附加空间分配给输入缓冲区，并且将所接收的数据包接受到附加空间中。

通常，控制逻辑被配置为，当总体占用水平高于指定的最大值时，丢弃所接收的数据包。

在一些实施例中，控制逻辑被配置为将预定义的配额应用于可分配给每个输入缓冲区的附加空间，并且被配置为当配额已满时丢弃所接收的数据包。通常，控制逻辑被配置为在通过指定的出端口发送数据包或丢弃包时，释放输入缓冲区以接收另外的数据包。

此外或可替代地，控制逻辑被配置为将通过入端口接收的数据包进行分类并且将该数据包排队到存储器中的多个队列中，以用于通过出端口进行发送。在一些实施例中，控制逻辑被配置为响应于数据包的相应分类，将数据包中的一些转移到共享缓冲区，同时将数据包中的其他数据包保存在输入缓冲区中，直到数据包通过出端口被发送。在公开的实施例中，控制逻辑被配置为在将数据包从输入缓冲区传递到共享缓冲区时，仅在验证满足了存储器占用标准之后才释放输入缓冲区以接收另外的数据包。

在一些实施例中，存储器被配置为使得控制逻辑可以将存储器的任何部分分配给入端口的输入缓冲区。

在一些实施例中，控制逻辑被配置为通过对通过入端口接收的数据包的第一数据量和通过出端口发送的数据包的第二数据量进行计数来监控存储器的总体占用水平。在公开的实施例中，控制逻辑被配置为通过以下操作来监控输入缓冲区的相应的填充水平：当给定的数据包从入端口写入存储器中的位置时递增输入缓冲区计数，并且当给定的数据包被转移到出端口或者被转移到共享缓冲区以及在存储器中分配给输入缓冲区的附加空间不再被占用并且在存储器中足够的空间可用于减小输入缓冲区计数时，递减输入缓冲区计数。

根据本发明的实施例，还提供了用于通信的方法，该方法包括通过网络元件的入端口从包数据网络接收数据包，该网络元件具有被配置为用作入端口和出端口的多个端口。数据包从入端口转移到网络元件中的存储器，该存储器被配置为容纳分配给入端口的相应的输入缓冲区和保存数据包以用于经由出端口在多个队列中发送的共享缓冲区。对存储器的总体占用水平进行监控。当通过具有完全占用的输入缓冲区的入端口接收数据包同时存储器的总体占用水平低于指定的最大值时，存储器中的附加空间被分配给输入缓冲区，并且所接收的数据包被接受到附加空间中。