针对网络装置实施阶层分布式链接列表的系统及方法制造方法及图纸

本申请涉及针对网络装置实施阶层分布式链接列表的系统及方法。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经配置以存储链接列表元数据的母分布式链接列表。且，所述存储器系统包含子分布式链接列表，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，以产生至少第一快照，所述链接列表元数据参考所述快照。

System and method of implementing hierarchical distributed link list for network devices

【技术实现步骤摘要】
针对网络装置实施阶层分布式链接列表的系统及方法分案申请信息本专利技术专利申请是申请日为2016年7月14日、申请号为201680047977.6、专利技术名称为“针对网络装置实施阶层分布式链接列表的系统及方法”的专利技术专利申请案的分案申请。
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列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列表的方法的流程图；图5说明根据实施例的用于使用分布式链接列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列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阶层分布式链接列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列表的一部分的框图；及图9说明根据实施例的用于实施阶层分布式链接列表的方法的流程图。具体实施方式描述针对网络装置实施分布式链接列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列表而管理数据。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列表。分布式链接列表包含链接存储器、自由条目管理器及上下文管理器。分布式链接列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循序关系。此外，分布式链接列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循序关系，而无需维持主存储器与分布式链接列表之间的直接关系。此架构能够使用单端口存储器且降低操作频率，从而降低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列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，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”)、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重写、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列表18。分布式链接列表18与一或多个处理器16耦合。此外，分布式链接列表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，分布式链接列表18还包含自由条目管理器22。自由条目管理器22经配置以在链接存储器20中产生位置的可用库组。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，一或多个地址驻存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器20的位置，其包含将位置的地址写入于自由条目管理器22中。根据图1中所说明的实施例，分布式链接列表包含上下文管理器24。上下文管理器24经配置以维持包含使存储于主存储器14中的一或多个数据元素互连的指针的元数据。针对实施例，上下文管理器24维持元数据，所述元数据包含头地址或在链接存储器20中用于列表中的第一条目的地址，及尾地址，链接存储器20中用于存储于链接存储器20中的列表中的最后条目的地址。针对实施例，如本文中所描述实施分布式链接列表的存储器系统具有从链接存储器解除链接主存储器的优点。解除链接实现了使用更有效的存储器技术及架构，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，其包括：/n主存储器，其经配置以存储数据元素；/n写入电路，其经配置以：/n将第一数据包作为第一数据元素写入到所述主存储器；/n写入第一子分布式链接列表，其包含到所述主存储器的第一数据元素指针以使存储于所述主存储器中的所述第一数据元素互连；/n写入母分布式链接列表以包含第一快照，所述第一快照表示：(i)到所述第一子分布式链接列表的第一子指针；及(ii)与所述第一快照相关联的第一序列识别符；/n在将所述第一数据包写入到所述主存储器之后，将第二数据包作为第二数据元素写入到所述主存储器；/n写入第二子分布式链接列表，其包含到所述主存储器的第二数据元素指针以使存储于所述主存储器中的所述第二数据元素互连；及/n更新所述母分布式链接列表以包含第二快照，所述第二快照表示：(i)到所述第二子分布式链接列表的第二子指针；及(ii)与所述第二快照相关联的第二序列识别符；及/n读取电路，其经配置以分别使用包含在所述母分布式链接列表中的所述第一快照和所述第二快照读取序列中的所述第一数据包和所述第二数据包，其中所述读取的顺序基于序列识别符。/n

【技术特征摘要】
20150715 US 14/800,6541.一种设备，其包括：
主存储器，其经配置以存储数据元素；
写入电路，其经配置以：
将第一数据包作为第一数据元素写入到所述主存储器；
写入第一子分布式链接列表，其包含到所述主存储器的第一数据元素指针以使存储于所述主存储器中的所述第一数据元素互连；
写入母分布式链接列表以包含第一快照，所述第一快照表示：(i)到所述第一子分布式链接列表的第一子指针；及(ii)与所述第一快照相关联的第一序列识别符；
在将所述第一数据包写入到所述主存储器之后，将第二数据包作为第二数据元素写入到所述主存储器；
写入第二子分布式链接列表，其包含到所述主存储器的第二数据元素指针以使存储于所述主存储器中的所述第二数据元素互连；及
更新所述母分布式链接列表以包含第二快照，所述第二快照表示：(i)到所述第二子分布式链接列表的第二子指针；及(ii)与所述第二快照相关联的第二序列识别符；及
读取电路，其经配置以分别使用包含在所述母分布式链接列表中的所述第一快照和所述第二快照读取序列中的所述第一数据包和所述第二数据包，其中所述读取的顺序基于序列识别符。


2.根据权利要求1所述的设备，其还包括：
子上下文管理器，其经配置以存储对应于所述第一数据元素指针和所述第二数据元素指针的元数据。


3.根据权利要求2所述的设备，其中所述子上下文管理器包含多个节点，并且其中所述元数据包含用于确定存取所述子上下文管理器中的所述多个节点的顺序的序列识别符。


4.根据权利要求1所述的设备，其还包括：
子链接存储器，其包含多个存储器库，其中每一存储器库存储一或多个条目，每一条目包含：(i)存储由所述条目识别的数据元素的主存储器位置地址，及(ii)存储对应于由所述条目识别的所述数据元素的数据元素组中的下一数据元素的子链接存储器位置地址。


5.根据权利要求4所述的设备，其还包括：
子上下文管理器，其经配置以存储对应于所述第一数据元素指针和所述第二数据元素指针的元数据，其中针对数据元素指针的元数据包含用于存取对应于所述数据元素的子链接存储器条目的指针。


6.根据权利要求4所述的设备，其还包括：
子自由条目管理器，其经配置以在所述子链接存储器中产生一组可用存储器库，其中所述一组可用存储器库包含一或多个位置使得两个读取或写入操作之间不出现存取冲突。


7.根据权利要求1所述的设备，其还包括：
母快照存储器，其经配置以存储表示所述母分布式链接列表的快照的元数据。


8.根据权利要求7所述的设备，其还包括：
母链接存储器，其包括多个存储器库，所述多个存储器库经配置以存储指向存储于所述母快照存储器中的所述快照的快照存储器指针。


9.根据权利要求8所述的设备，其还包括：
母自由条目管理器，其经配置以在所述母链接存储器中产生一组可用存储器库，其中所述一组可用存储器库包含一或多个位置使得两个读取或写入操作之间不出现存取冲突。


10.根据权利要求8所述的设备，其还包括：
母上下文管理器，包含对应于所述多个存储器库的多个头条目，
其中所述多个头条目中的每一头条目经配置以存储：(i)指向所述母链接存储器中的相应存储器库中的相应节点的相应快照存储器指针，及(ii)针对所述相应节点的相应序列识别符，并且
其中所述读取电路经配置以基于存储于所述多个头条目中的每一头条目中的所述相应序列识别符使用所述母上下文管理器中的所述头条目确定存取所述多个存储器库的所述顺序。


11.一种方法，其包括：
将第一数据包作为第一数据元素写入到网络装置中的主存储器；
将第一子分布式链接列表写入到子上下文管理器，所述第一子分布式链接列表包含到所述主存储器的第一数据元素指针以使存储于所述主存储器中的所述第一数据元素互连；
将母分布式链接列表写入到母快照存储器以包含第一快照，所述第一快照表示：(i)到所述第一子分布式链接列表的第一子指针；及(ii)与所述第一快照相关联的第一序列识别符；
在将所述第一数据包写入到所述主存储器之后，将第二数据包作为第二数据元素写入到所述主存储器；
将第二子分布式链接列表写入到所述子上下文管理器，所述第二子分布式链接列表包含到所述主存储器的第二数据元素指针以使存储于所述主存储器中的所述第二数据元素互连；及
更新所述母快照存储器中的所述母分布式链接列表以包含第二快照，所述第二快照表示：(i)到所述第二子分布式链接列表的第二子指针；及(ii)与所述第二快照相关联的第二序列识别符；及
分别使用包含于所述母分布式链接列...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿维奈许·嘉尼卓·曼尼，穆罕默德·K·伊沙，尼尔·贝瑞特，
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