基于优先级和带宽分配的通信量类别仲裁制造技术

本公开描述了用于增强型网络通信的系统、设备、方法和计算机可读介质以用于包括存储、高性能计算(HPC)以及基于以太网的结构互连的更高性能的应用。在一些实施例中，网络控制器可以包括被配置成用于在多条虚拟通道(VL)上发射分组的发射机电路，所述VL与所定义的VL优先级以及所分配的网络带宽份额相关联。所述网络控制器还可以包括：带宽监测器模块，所述带宽监测器模块被配置成用于对由所述分组消耗的带宽进行测量；以及仲裁器模块，所述仲裁器模块被配置成用于基于所述测量带宽与所述所分配的网络带宽份额的比较对所述VL优先级进行调整。所述发射机电路可以进一步被配置成用于基于所述经调整的VL优先级发射所述分组。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及网络系统的增强，并且更具体地涉及基于优先级和带宽分配的通信量分类仲裁。
技术介绍
高性能计算(HPC)应用常常采用HPC结构网络通信技术，诸如例如，无限带宽TM。这些HPC结构可以承载包括以下各项的不同类型的通信量：管理通信量、存储通信量、应用通信量等。还可以存在与不同水平的服务质量(QoS)以及不同优先级和等待时间要求相关联的不同类别的应用通信量。现有的网络结构交换机通常仅能够接近于对用户网络通信量的优先级、带宽份额和等待时间的用户配置请求。附图说明要求保护的主题的特征和优点将从与其一致的实施例的以下详细描述中变得显而易见，应参照附图考虑所附描述，在附图中：图1展示了与本公开的各实施例一致的网络系统的顶层图；图2展示了与本公开的各实施例一致的网络节点的框图；图3展示了与本公开的各实施例一致的网络控制器的框图；图4展示了与本公开的各实施例一致的包帧；图5展示了与本公开的各实施例一致的虚拟通道组表；以及图6展示了与本公开一致的一个示例实施例的操作的流程图。尽管以下具体实施方式将通过参照说明性实施例来进行阐述，但是其许多替代方案、修改和变体将对本领域技术人员而言显而易见。具体实施方式一般地，本公开提供了用于增强型网络通信的系统、设备、方法和计算机可读介质以用于包括存储、高性能计算(HPC)以及基于以太网的结构互连在内的更高性能的应用。如以下将更详细描述的，网络控制器可以被配置为网络节点的一部分(例如，交换机)以便提供在可能与虚拟通道相关联的多种通信量类别之间的分组仲裁与抢占。可以通过基于将测量带宽(BW)消耗与针对虚拟通道的BW分配进行比较而调整优先级来执行仲裁。可以基于在虚拟通道上发射的分组的相对优先级和等待时间敏感度来执行抢占。因而，可以提供规则以便配置多个优先级等级并且指定可以由更高优先级通信量消耗的带宽量，从而使得更低优先级通信量不缺乏带宽。因此，通常可以具有更低带宽的更高优先级通信量可以被给予高于其他通信量的优先级，而不必担心如果更高优先级通信量超过其所分配带宽限值其会剥夺其他通信量的带宽。图1展示了与本公开的各实施例一致的网络系统100。如所示的，网络系统100总体上包括至少一个网络节点元件102(在此也被称为“源节点102”或“发射方节点”)、至少一个中间节点元件122(在此也被称为“交换机节点”)以及端节点元件126(在此也被称为“接收节点”)，每一个节点被配置成用于经由通信链路124a和124b彼此通信。源节点102、中间节点122以及端节点126可以作为链路伙伴被包括在网络结构(例如HPC结构)中。将理解的是，提供对图1的说明是为了易于描述，并且将理解的是，网络结构可以包括多个中间节点元件和/或端节点元件，每一个元件彼此和/或与源节点102串联和/或并联，以便形成例如，环形网络拓扑、环型拓扑、Clos拓扑、胖树拓扑等。源节点102、中间节点122和/或端节点126可以各自包括计算机节点元件(例如，主机服务器系统、膝上型计算机、平板计算机、工作站等)、交换机、路由器、桥接器、集线器、结构互连、网络存储设备、附接于网络的设备、非易失性存储器(NVM)存储设备等。将认识到的是，术语“源节点”和“端节点”用于简化描述并且并不意味着暗示单向发射流程。虽然在此可能经常提及全双工连接的一侧，但是操作也适用于相反方向(例如，从端节点126至源节点102)。用户或网络管理员140(或其他合适的实体)可以限定网络结构100的任何数量的通信量类别(TC)，在该网络结构上可以例如以分组的形式发射不同类型的通信量。通信量类别可以被限定为服务质量(QoS)水平，该服务质量水平可以在节点元件之间先验地被限定。更一般地，通信量类别可以表示计算机网络通信量的分类。例如，某些应用(例如，语音/视频)可能需要一定水平的分组吞吐量以便恰当地操作，而其他应用(像通用的网络浏览和邮件)可能不需要语音和/或视频应用的吞吐量。因而，可以建立通信量类别，从而使得例如在一个通信量类别中的分组传送可以优先于从另一类别的传送。同样，特定通信量(例如，存储通信量)可以被指派单独的通信量类别，该通信量类别可能不需要分组丢失特性，同时其他通信量类别可能以最好的劳动方式被服务。在某些不需要分组丢失行为等的通信量类别中可以启用流控制或拥塞管理。在一些实施例中，链路124a、124b可以被配置成包括任何数量的虚拟通道(VL)或虚拟通道(VLG)组，这些虚拟通道或虚拟通道组可以与不同的通信量类别(TC)相关联。例如，虚拟通道1可以被配置成用于承载TC 1至TC 3，并且虚拟通道2可以被配置成用于承载TC 4和TC 5。然而，在一些实施例中，可能施加限制从而使得VL仅与一个TC相关联。另外，在一些实施例中，多个VL可以与一个TC相关联。因此，例如，VL 0至VL 1可以与TC 0至VL 4相关联，并且VL 2至VL 3可以与TC 5至VL 16相关联。用户/管理员140还可以提供规范以便限定TC之间的相对优先级、以及有待为每一个TC提供的所分配的链路带宽份额。如以下将要描述的，结构管理器150可以被配置成用于将这些规范映射至设备级(例如，节点102、122、126)以供仲裁和抢占逻辑使用。因而，每一个VL或VLG可以具有所定义的优先级以及所分配的网络或链路带宽份额。源节点102、中间节点122和端节点126可以使用例如以太网通信协议经由链路124a和124b彼此通信。以太网通信协议可能能够使用发射控制协议/互联网协议(TCP/IP)来提供通信。以太网协议可以遵守或兼容由电气与电子工程师协会(IEEE)于2002年3月发布的题为“IEEE 802.3标准”的以太网
标准和/或此标准的后续版本(例如，2012年发布的以太网IEEE 802.3标准)。以太网协议还可以遵守或兼容于2005年发布的题为“IEEE 802.1Q标准”的媒体访问控制(MAC)和虚拟桥接局域网的IEEE标准或此标准的后续版本(例如，2011年发布的IEEE 802.1Q标准)。当然，在其他实施例中，源节点102、中间节点122和端节点126可以使用例如专有和/或自定义通信协议(可以类似于或可以不类似于前述以太网通信协议)彼此通信。图2展示了与本公开的各实施例一致的网络节点200的框图。节点200(其可以表示图1的节点102、122和/或126)可以包括网络控制器204(例如，网络接口卡等)、系统处理器206(例如，多核通用处理器，诸如由英特尔公司提供的那些多核通用处理器等)以及系统存储器208。系统存储器208可以包括一个或多个缓冲器238，这些缓冲器中的每一个缓冲器可以至少部分地由网络控制器204和/或系统处理器206建立和/或控制。网络控制器204包括通常被配置成用于经由通信链路124a、124b与节点接口连接的PHY电路210。PHY电路210可以遵守或兼容于前述IEEE 802.3以太网通信协议(可以包括例如，10GBASE-T、10GBASE-KR、40GBASE-KR4、40GBASE-CR4、100GBASE-CR10、100GBASE-CR4、100GBASE-KR4、和/或100GBASE-KP4)和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于与一个或多个其他网络节点进行通信的网络控制器，所述网络控制器包括：发射机电路，所述发射机电路用于在多条虚拟通道(VL)上发射分组，所述VL与所定义的VL优先级以及所分配的网络带宽份额相关联；带宽监测器模块，所述带宽监测器模块用于对由在所述多个VL上发射的分组消耗的带宽进行测量；以及仲裁器模块，所述仲裁器模块用于基于所述测量带宽与所述所分配的网络带宽份额的比较对所述VL优先级进行调整，其中，所述发射机电路用于基于所述经调整的VL优先级发射所述分组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于与一个或多个其他网络节点进行通信的网络控制器，所述网络控制器包括：发射机电路，所述发射机电路用于在多条虚拟通道(VL)上发射分组，所述VL与所定义的VL优先级以及所分配的网络带宽份额相关联；带宽监测器模块，所述带宽监测器模块用于对由在所述多个VL上发射的分组消耗的带宽进行测量；以及仲裁器模块，所述仲裁器模块用于基于所述测量带宽与所述所分配的网络带宽份额的比较对所述VL优先级进行调整，其中，所述发射机电路用于基于所述经调整的VL优先级发射所述分组。2.如权利要求1所述的网络控制器，其中，所述VL优先级调整包括：如果所述测量带宽超过所述所分配的网络带宽份额，则将所述VL优先级降低至从优先级范围中所选择的最低值。3.如权利要求1所述的网络控制器，其中，所述VL优先级调整包括：如果所述测量带宽超过所述所分配的网络带宽份额，则取消所述VL被发射的资格。4.如权利要求1至3中任一项所述的网络控制器，进一步包括抢占模块，所述抢占模块用于中断从第一虚拟通道发射所述分组以便从第二虚拟通道发射分组，其中，所述第二虚拟通道与指定的等待时间敏感度相关联。5.如权利要求4所述的网络控制器，其中，来自所述第一虚拟通道的所述中断的分组的所述优先级低于来自所述第二虚拟通道的所述发射的分组的所述优先级。6.如权利要求4所述的网络控制器，其中，所述抢占模块进一步用于重启对所述中断的分组的剩余片段的发射。7.如权利要求1至3中任一项所述的网络控制器，进一步包括交织模块，所述交织模块用于：如果所述第二分组耗尽流控制数位，则将所述分组中的第一分组交织到所述分组中的第二分组中。8.如权利要求1至3中任一项所述的网络控制器，其中，所述虚拟通道中的每条虚拟通道与通信量类别相关联。9.如权利要求4所述的网络控制器，其中，在网络结构交换机中采用所述控制器，并且所述控制器用于从所述网络结构的结构管理器中接收虚拟通道配置信息，所述虚拟通道配置信息包括：所述所定义的VL优先级；所述所分配的网络带宽份额；以及所述等待时间敏感度。10.如权利要求1至3中任一项所述的网络控制器，其中，在进一步包括处理器的网络节点中采用所述网络控制器，其中，所述网络节点结合在片上系统(SoC)中。11.一种用于增强型网络通信的方法，所述方法包括：对由在多条虚拟通道(VL)上发射的分组消耗的带宽进行测量，所述VL与所定义的VL优先级以及所分配的网络带宽份额相关联；基于所述测量带宽与所述所分配的网络带宽份额的比较对所述VL优先级进行调整；以及基于所述经调整的VL优先级发射所述分组。12.如权利要求11所述的方法，其中，所述调整进一步包括：如果
\t所述测量带宽超过所述所分配的网络带宽份额，则将所述VL优先级降低至从优先级范围中所选择的最低值。13.如权利要求11所述的方法，其中，所述调整进一步包括：如果所述测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·S·程，T·D·洛维特，M·A·帕克，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US