[发明专利]一种融合网络接口卡、报文编码方法及其报文传输方法

说明书

本发明提供一种融合网络接口卡、报文编码方法及其报文传输方法，包含PCIE主机接口处理模块、高速网网卡核心逻辑、交叉开关XBAR、以太网网卡核心逻辑、以太网报文拆分/拼装模块、物理层逻辑，高速网/以太网报文转换模块EoH以及高速网/以太网可配的网络端口。本发明在一套网络硬件上同时支持定制高速互连和标准以太网接口，在一套物理硬件上支持三种工作模式，高速网模式、以太网模式，以及通过高速网传输以太网报文的EoH模式，高速网/以太网无缝兼容，灵活支持科学计算和云计算等多模应用。

技术领域

本发明涉及高性能互连网络设计领域，具体涉及一种在同一套网络硬件上支持以太网和高速网连接的高速网/以太网融合网络接口卡、报文编码方法及其报文传输方法。

背景技术

当前高性能计算机存在高速网(High Performance Express)和以太网(Ethernet)两套网络。传统银河、天河等高性能计算机系统应用领域主要面向计算密集型高性能计算领域，其专用互连网络(简称高速网)采用基于RDMA(Remote Direct MemoryAccess，远程直接内存访问)协议的高速网网络接口卡(简称高速网网卡)。随着大数据、云计算等数据密集型应用的兴起，高性能计算机的应用领域除了计算密集型高性能计算，还包括数据密集型大数据、云计算等应用，其互连网络采用基于TCP/IP协议的以太网网卡。

如图1(a)所示，传统高速网网卡主要包括PCIE主机接口处理模块、高速网网卡核心逻辑、交叉开关XBAR、高速网网络端口、物理层。PCIE主机接口处理模块与高性能计算机系统中的结点相连接，实现和PCIE接口的通信功能，将高性能计算机系统中的各类结点连接至网络中，然后将结点需要传输的数据通过高速网网卡核心逻辑处理成高速网报文(记为MP报文)；对于物理层过来的报文，PCIE主机接口处理模块从高速网网卡核心逻辑接收报文，然后通过PCIE接口将报文提交给所连接的高性能计算机系统中的结点。对于高性能高速网卡，可能包含多个主机接口或网络端口，XBAR中包含路由表配置文件，XBAR根据其中的路由表配置文件实现PCIE流量在多个网络端口或主机接口的分配，根据路由表配置将从高速网网卡核心逻辑接收到的报文流量在多个网络端口之间进行无阻塞的报文交换，然后将动态分配后的报文提交给高速网网络端口，然后通过物理层将报文进行传输；对于物理层过来的报文，XBAR从高速网网络端口接收到报文后，根据路由表配置，如果是到达本结点的报文，则将报文提交给高速网网卡核心逻辑；如果不是到达本结点的报文，则根据路由表配置，将报文通过对应的高速网网络端口发送给对应的高速网网络端口，然后通过物理层发送出去。

对于从本结点过来的报文，传统高速网网卡处理流程如下：(1)PCIE主机接口处理模块通过PCIE接口从所连接的高性能计算机系统中的结点接收报文，并提交给高速网网卡核心逻辑；(2)高速网网卡核心逻辑将报文处理成高速网报文，然后提交给交叉开关即XBAR；(3)交叉开关XBAR从高速网网卡核心逻辑接收高速网报文，然后将高速网报文流量在多个网络端口之间进行无阻塞的报文交换，然后根据路由表配置将动态分配后的报文提交给所述报文对应的高速网网络端口；(4)高速网网络端口将从XBAR接收的报文通过物理层进行传输。

对于从其他结点通过物理层过来的报文，传统高速网网卡处理流程如下：(1)高速网网络端口从物理层接收报文，提交给XBAR；(2)XBAR从高速网网络端口接收到报文后，根据路由表配置，如果是到达本结点的报文，则将报文提交给高速网网卡核心逻辑；如果不是到达本结点的报文，则根据路由表配置，将报文通过对应的高速网网络端口发送给对应的高速网网络端口，然后通过物理层发送出去；(3)高速网核心逻辑从XBAR接收到报文，处理后提交给PCIE主机接口处理模块；(4)PCIE主机接口处理模块从高速网网卡核心逻辑接收报文，然后通过PCIE接口将报文传输至所连接的高性能计算机系统中的结点。