用于实现对数据元素列表的高读取率的系统及方法技术方案

本发明专利技术描述一种用于网络装置的存储器系统。所述存储器系统包含经配置以存储一或多个数据元素的主存储器。此外，所述存储器系统包含母分布式链接表，其经配置以存储链接表元数据。并且，所述存储器系统包含子分布式链接表，其经配置以维持列表元数据以使存储于所述主存储器中的所述一或多个数据元素互连以产生至少一第一快照，所述链接表元数据参考所述快照。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于实现对数据元素列表的高读取率的系统及方法
本专利技术的实施例涉及网络装置。特定来说，本专利技术的实施例涉及用于网络装置的存储器系统。
技术介绍
网络装置用以在网络中的节点之间转移数据。随着网络发展和通信信道的数据率增加，需要增加网络装置可在一段时间内处理的数据量。为满足这些网络的需求，装置需要一种存储器系统，所述存储器系统经设计以将数据读取到存储器中且从存储器写出数据，以适应网络的需求且最小化读取请求与写入请求之间的任何冲突。当前系统通过增加存储器的存取端口数目及/或增加所述存储器的时钟速度而满足网络的高容量及高数据率需求，这需要先进的半导体技术。然而，增加存储器上的存取端口的数目及使用先进的半导体技术来增加存储器的操作频率会显著地增加存储器的成本及操作这些存储器所需的功率预算。
技术实现思路
描述一种用于网络装置的存储器系统。所述存储器系统包含经配置以存储一或多个数据元素的主存储器。此外，所述存储器系统包含链接存储器，其经配置以维持一或多个指针以使存储于所述主存储器中的所述一或多个数据元素互连。所述存储器系统还包含自由条目管理器，其经配置以产生包含所述链接存储器中的一或多个位置的可用库组。另外，所述存储器系统包含上下文管理器，其经配置以维持元数据用于多个列表，其中每一列表含有一或多个数据元素。从附图及从下列详细描述将明白本专利技术的实施例的其它特征及优点。附图说明通过附图的图中的实例而非经由其限制说明本专利技术的实施例，其中相似元件符号指类似元件，且在附图中：图1说明根据实施例的包含实施分布式链接表的存储器系统的网络装置的框图；图2说明根据实施例的存储器系统的一部分的框图；图3说明根据实施例的包含链接存储器的多个库的存储器系统的一部分的框图；图4说明根据实施例的用于实施分布式链接表的方法的流程图；图5说明根据实施例的用于使用分布式链接表来存储数据元素的方法的流程图；图6说明根据实施例的用于使用分布式链接表来读取数据元素的流程图；图7说明根据实施例的包含实施分层分布式链接表的存储器系统的网络装置的框图；图8说明根据实施例的包含母链接存储器的多个库的母分布式链接表的一部分的框图；图9说明根据实施例的用于实施分层分布式链接表的方法的流程图；图10说明根据实施例的使用由系统产生的跳表的示范性数据元素列表的框图；图11说明根据实施例的用于使用跳表的读取存取的示范性时间表；图12说明根据实施例的经配置以存储图10中所说明的数据元素列表的链接存储器及上下文管理器的框图；图13说明根据实施例的用于方法的流程图，所述方法用于实施产生包含一或多个跳表及相关联元数据的数据元素列表的方法；图14a到f说明根据实施例的表示产生包含一或多个跳表及相关联元数据的数据元素列表的方法的框图；图15说明根据实施例的用于在链接存储器中产生可用库列表的流程图；图16说明根据实施例的由存储器系统产生的互连快照列表；图17说明根据实施例的产生互连快照列表的方法的流程图，所述互连快照列表包含一或多个数据元素组列表，其包含一或多个跳表及相关联快照列表元数据；图18a到d说明根据实施例的表示产生互连快照列表的方法的框图，所述互连快照列表包含一或多个数据元素组列表，其包含一或多个跳表及相关联快照列表元数据；图19说明根据实施例的用于在链接存储器中产生可用库列表的流程图，其包含子链接存储器及母链接存储器；图20说明根据实施例的用于使用一或多个快照跳表的读取存取的示范性方法的框图。具体实施方式描述针对网络装置实施分布式链接表的系统及方法的实施例。特定来说，描述一种存储器系统，其经配置以通过实施分布式链接表而管理数据。存储器系统包含用于存储由网络装置接收的数据的主存储器。此外，存储器系统包含分布式链接表。分布式链接表包含链接存储器、自由条目管理器及上下文管理器。分布式链接表经配置以跟踪存储于主存储器中的数据的位置且使位置结合到列表以维持数据之间的顺序关系。此外，分布式链接表使用库存储器结构来维持存储于主存储器中的数据之间的顺序关系，而无需维持主存储器与分布式链接表之间的直接关系。此架构能够使用单端口存储器且降低操作频率，这降低了存储器系统的成本及复杂性同时仍满足高容量网络的性能需求。图1说明根据实施例的包含实施分布式链接表的存储器系统的网络装置的框图。具体来说，图1说明包含多个输入/输出端口12的网络装置10。使用包含所属领域中已知的技术的技术通过端口12接收并发射数据包。端口12与主存储器14耦合。主存储器可包含存储器技术，其包含但不限于动态随机存取存储器(“DRAM”)、静态随机存取存储器(“SRAM”)、快闪存储器及用以存储数据的包含所属领域中已知的技术的其它技术。主存储器14与一或多个处理器16耦合。处理器16可包含但不限于中央处理单元(“CPU”)、控制器、专用集成电路(“ASIC”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)或其它类型的控制单元。一或多个处理器16经配置以使用包含所属领域中已知的技术的技术来管理对主存储器14的存取。举例来说，一或多个处理器16经配置以确定用以存储在一或多个端口12上接收的数据的位置。一或多个处理器16还经配置以当存储于主存储器14中的数据将在一或多个端口12上发射时读取所述数据。此外，一或多个处理器16经配置以使用包含所属领域中已知的技术的技术来覆写、更新及无效化存储器位置。此外，图1中所说明的实施例包含分布式链接表18。分布式链接表18与一或多个处理器16耦合。此外，分布式链接表18包含链接存储器20、自由条目管理器22及上下文管理器24。链接存储器20经配置以维持元数据以使存储于主存储器14中的数据元素互连。针对实施例，维持元数据包含使用包含本文中所描述的技术的技术来产生、存储并更新元数据。另外，链接存储器20经配置以存储包含用以参考存储于主存储器14中的数据元素的一或多个指针的元数据。链接存储器20可包含如本文中所描述的存储器技术的一或多者。链接存储器20包含用于存储信息的多个位置。多个位置中的每一者具有用以存取存储于位置中的数据的地址。针对实施例，链接存储器20包含多个存储器库，其中存储器库中的每一者包含多个位置且每一位置具有用以存取数据的地址。根据图1中所说明的实施例，分布式链接表18还包含自由条目管理器22。自由条目管理器22经配置以产生链接存储器20中的位置的可用库组。可用库组是在链接存储器20中未经使用或分配的一或多个地址的群。针对实施例，一或多个地址驻留于链接存储器的不同存储器库中。举例来说，自由条目管理器22经配置以将所述位置的一或多个地址的列表维持在未被使用或分配的存储器中，用于存储用于当前作为可用库组而存储于主存储器14中的数据元素的元数据。针对实施例，自由条目管理器22使用包含所属领域中已知的存储器技术的一或多个存储器技术用于存储可用库组。针对实施例，一或多个处理器16经配置以当链接存储器地址经使用或经分配以使存储于主存储器14中的数据元素互连时从自由条目管理器22移除链接存储器地址。此外，一或多个处理器16经配置以在链接存储器地址不再使用之后将链接存储器地址添加到自由条目管理器22。举例来说，一旦从主存储器14读取数据元素，一或多个处理器16就经配置以解除分配或无效化与数据元素相关联的链接存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于网络装置的存储器系统，其包括：主存储器，其经配置以存储一或多个数据元素；链接存储器，其包含多个存储器库，所述多个存储器库的每一存储器库经配置以维持一或多个指针以使所述主存储器中的所述一或多个存储器位置互连，以形成包含一或多个跳表的第一跳表的至少一个列表；及内容管理器，其经配置以维持第一元数据用于所述第一跳表的第一头节点，用于所述第一头节点的所述元数据包含到用于所述第一跳表的第二节点的第二元数据的链接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.15 US 14/800,654;2015.08.24 US 62/209,215;1.一种用于网络装置的存储器系统，其包括：主存储器，其经配置以存储一或多个数据元素；链接存储器，其包含多个存储器库，所述多个存储器库的每一存储器库经配置以维持一或多个指针以使所述主存储器中的所述一或多个存储器位置互连，以形成包含一或多个跳表的第一跳表的至少一个列表；及内容管理器，其经配置以维持第一元数据用于所述第一跳表的第一头节点，用于所述第一头节点的所述元数据包含到用于所述第一跳表的第二节点的第二元数据的链接。2.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述第一元数据是快照列表元数据。3.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述第一元数据包含序列标识符。4.根据权利要求2所述的存储器系统，其中所述至少一个列表是快照列表。5.根据权利要求2所述的存储器系统，其中所述多个存储器库的每一存储器库包含单个存取端口。6.根据权利要求1所述的存储器系统，进一步包括自由条目管理器，其经配置以产生包含所述链接存储器中的一或多个位置的可用库组，所述一或多个位置当前不用以维持所述一或多个指针。7.根据权利要求6所述的存储器系统，其中所述自由条目管理器经配置以产生包含所述一或多个位置的所述可用库组，所述一或多个位置当前不用以维持所述一或多个指针，使得对所述链接存储器的写入操作不与读取操作冲突。8.根据权利要求6所述的存储器系统，其中所述自由条目管理器经配置以通过基于从最后写入存取以来的时钟循环的数目移除一或多个库来产生所述可用库组。9.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述多个存储器库的每一存储器库经指定以维持所述一或多个指针用于所述一或多个跳表中的不同者。10.根据权利要求2所述的存储器系统，其中所述快照列表元数据用于形成至少一个快照跳表。11.一种用于实施网络装置中的存储器系统的方法，其包括：存储一或多个数据元素；维持一或多个指针以使所述主存储器中的所述一或多个存储器位置互连，以形成包含至少一个第一跳表的至少一个列表；在所述多个存储器库的至少一个存储器库中分配一或多个位置；及维持第一元数据用于所述第一跳表的第一头节点，用于所述第一头节点的所述元数据包含到用于所述第一跳表的第二节点的第二元数据的链接。12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·布莱德·马修斯，布鲁斯·H·关，穆罕默德·K·伊沙，尼尔·贝瑞特，阿维奈许·嘉尼卓·曼尼，
申请(专利权)人：伊诺凡恩有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US