具有功能链接能力的网络功能虚拟化平台制造技术

本申请公开了具有功能链接能力的网络功能虚拟化平台。本申请提供一种用于网络功能虚拟化(NFV)的虚拟化平台。虚拟化平台可以包括耦合至加速器协处理器的主处理器。加速器协处理器可以是可重新配置的集成电路，以有助于提供针对NFV的改进的灵活性和敏捷性。协处理器可以包括多个虚拟功能硬件加速器模块，每个虚拟功能硬件加速器模块经配置以执行相应的加速器功能。运行在主处理器上的虚拟机可希望在协处理器处对给定数据连续执行多个加速器功能。在一个合适的布置中，由加速器功能中的每个输出的中间数据可以被反馈至主处理器。在另一合适的布置中，连续的功能调用可以被链接在一起，以便仅有最终所得数据被反馈至主处理器。

【技术实现步骤摘要】
具有功能链接能力的网络功能虚拟化平台本申请是于2016年4月27日提交的名称为“具有功能链接能力的网络功能虚拟化平台”的中国专利申请201610277917.5的分案申请。本申请要求在2015年4月28日提交的美国专利申请No.14/698636的优先权，该美国专利申请通过引用以其整体并入本文。
技术介绍
互联网的发展已经帮助创建将全球范围内的数十亿台设备连接在一起的网络的网络。通常，最快和最可靠的网络利用定制的专用集成电路(ASIC)和专用硬件建成。因此，大型企业网络往往类似于复杂的单片系统。在此类定制系统中，临时添加功能并对这些系统做出改变的同时确保网络不遭受任何干扰是非常具有挑战性的。由于近来网络在商品计算硬件方面集聚的进步，以前只能通过专有的专用硬件才能够被供给的服务现在可以使用运行在商品硬件上的软件通过利用标准信息技术(IT)的虚拟化技术来提供，该标准信息技术(IT)的虚拟化技术在大容量服务器、交换机和存储硬件上运行以虚拟化网络功能。通过利用标准IT虚拟化技术来将不同类型的网络设备整合到商用“现成的”大容量服务器、交换机和存储装置上，网络功能诸如网络地址转换(NAT)、防火墙、入侵检测、域名服务(DNS)、负载均衡和高速缓存(仅举几例)可以从专有硬件被解耦并且代替地可以以软件运行。这种在商品硬件上的网络功能的虚拟化有时被称为网络功能虚拟化(NFV)。为了开发完全虚拟化的基础设施，领先的服务供应商已经走到一起并创建了用于网络功能虚拟化(NFV)的欧洲电信标准协会(ETSI)行业规范组(ISG)。该行业规范组已帮助创建了用于虚拟化电信网络内的各种功能的体系结构和相关要求。网络功能虚拟化的益处包含降低资本支出(即，通过减少购买专用硬件的需求)、运营支出(即，通过减少空间、电力和冷却要求)、减少进入市场的时间(即，加速部署)、提高了解决不断变化的需求的灵活性等。正是在这种背景下，出现了本文所描述的实施例。
技术实现思路
本专利技术提供一种网络功能虚拟化(NFV)平台，其包括耦合至充当硬件加速器的可重新配置的协处理器的主处理器。协处理器可以包括虚拟功能硬件加速器，所述虚拟功能硬件加速器用于提高运行在主处理器上的至少一些虚拟机的性能。根据一个实施例，在协处理器中的多个虚拟功能硬件加速器模块可以经配置以执行不同的功能。例如，第一加速器模块可经配置以执行第一功能，第二加速器模块可经配置以执行不同于第一功能的第二功能，以及第三加速器模块可经配置以执行不同于第一功能和第二功能的第三功能。具体地，所述协处理器可以包括数据交换电路，所述数据交换电路接收从第一加速器模块输出的数据并将所述数据直接路由回至第二加速器模块(同时防止所述数据被输出到主处理器)。类似地，所述数据交换电路也可以接收从第二加速器模块输出的数据并将所述数据直接路由回至第三加速器模块(同时防止所述数据被输出到主处理器)。正由加速器模块处理的数据可以从外部存储器装置被检索，所述外部存储器装置使用协处理器内的直接存储器存取(DMA)引擎而被直接附连至主处理器。数据交换电路可经配置以根据条件链接指令组执行功能链接而无需将中间数据发送回至外部存储器装置。根据另一实施例，数据交换电路可将中间数据结果路由回至外部存储器装置以用于临时存储。换句话说，中间数据结果可仍然被发送回至主处理器，即使它们将被立即发送回至另一加速器模块以执行连续的功能调用。通过随附附图和以下的详细描述，本专利技术的进一步特征、其本质以及各种优点将更加明显。附图说明图1是根据实施例示出网络功能虚拟化(NFV)的示意图。图2是根据实施例的说明性可编程集成电路的示意图。图3是根据实施例的包括耦合至可编程硬件加速器的中央处理单元(CPU)的说明性NFV平台的示意图。图4是根据实施例示出在其中每个硬件加速器功能结果被发送回至主存储器的一个合适的实施方式的示意图。图5是根据实施例的用于操作图4的电路实施方式的说明性步骤的流程图。图6根据实施例示出提供硬件加速器功能链接能力的另一合适的实施方式的示意图。图7是根据实施例的说明性数据类型描述符的示意图。图8是根据实施例的与具体路由标识符的数据相关联的说明性链接指令的示意图。图9是根据实施例示出需要被满足以便执行图8的链接指令中的每个的示例性条件的示意图。图10是根据图6-9的实施例的涉及操作NFV平台的说明性步骤的流程图。具体实施方式本专利技术的实施例涉及网络功能虚拟化(NFV)，并且更具体地涉及用于NFV的硬件加速。本领域的技术人员将认识到，本示例性实施例可以在没有这些具体细节的一些或全部的情况下来实施。在其它实例中，众所周知的操作并没有被详细描述，以免不必要地模糊本实施例。通常，使用零散的非商品硬件来创建复杂的网络。当扩展或升级网络时，需要安装新的专用硬件，这不仅增加现有供应商的部署成本，而且对新供应商呈现出大的进入壁垒，限制了创新和竞争。为了加快新网络服务的部署，以满足不断增长的提高网络速度和可靠性的消费者需求，供应商(例如，电信运营商或服务提供商，诸如AT&T、Verizon、BritishTelecom等)已经走到一起并创建了欧洲电信标准协会(ETSI)行业规范组(ISG)。自此以来，ETSIISG已引进了可应用到联网(networking)技术以形成更智能和更灵活的服务基础设施的虚拟化技术。运行网络功能诸如通常由专用路由器、防火墙、负载均衡器、内容分发网络(CDN)、宽带网络网关(BNG)、网络地址转换器(NAT)、域名系统(DNS)以及在商品硬件上以软件形式的其它联网设备所执行的那些网络功能的这种概念有时被称为网络功能虚拟化(NFV)。网络功能虚拟化的概念在图1中被示出。如图1的系统100所示，NFV允许由多个独立供应商提供的服务单独运行在云102中的一个或多个虚拟应用104上。实际上，由不同软件供应商提供的网络服务可以使用运行在商用的现成硬件上的虚拟应用104来实现，所述硬件包括但不限于标准大容量交换机106、标准大容量存储器108和标准大容量服务器110(例如，网络功能可以被编排并被远程地安装在商品物理基础设施上而不是在更昂贵的制造商设计的专用硬件上)。将不同的网络组件转移到商品硬件有助于消除针对现场的(onsite)不同应用而对更昂贵的专用硬件的使用，并且因此有助于消除浪费的过度配置并可以大大减少资本支出。整体基础设施的虚拟化还有助于简化用于管理网络的操作过程和设备。由于所有的服务都在相同的商品硬件上被运行，所以数据中心运营商不再需要支持多个供应商和硬件模型，从而简化了基础硬件支持/管理，并提供允许在不同的服务和组件内和在不同的服务和组件之间的自动操作和编排的统一的基础设施。例如，网络管理员可以协调资源的可用性(在NFV框架内)并且使服务可用所需要的程序自动操作，这减少了管理过程的人类操作员的需求，并从而降低错误的可能性。此外，NFV也可以帮助减少时间以在对网络基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可编程逻辑器件，包括：/n第一硬件加速器，其衍生自并对应于第一软件功能，其中所述第一硬件加速器经配置以响应于满足一组条件而对从耦合到所述可编程逻辑器件的外部主处理器接收的数据执行所述第一软件功能，并且经配置以生成对应的第一输出数据；以及/n第二硬件加速器，其衍生自并对应于第二软件功能，其中所述第一软件功能和所述第二软件功能由所述外部主处理器调用，并且其中所述第二硬件加速器经配置以根据预定的链接信号从所述第一硬件加速器接收所述第一输出数据，经配置以对从所述第一硬件加速器接收的所述第一输出数据执行所述第二软件功能，而无需将所述第一输出数据路由到所述可编程逻辑器件之外，并且经配置以生成对应的第二输出数据。/n

【技术特征摘要】
20150428 US 14/698,6361.一种可编程逻辑器件，包括：
第一硬件加速器，其衍生自并对应于第一软件功能，其中所述第一硬件加速器经配置以响应于满足一组条件而对从耦合到所述可编程逻辑器件的外部主处理器接收的数据执行所述第一软件功能，并且经配置以生成对应的第一输出数据；以及
第二硬件加速器，其衍生自并对应于第二软件功能，其中所述第一软件功能和所述第二软件功能由所述外部主处理器调用，并且其中所述第二硬件加速器经配置以根据预定的链接信号从所述第一硬件加速器接收所述第一输出数据，经配置以对从所述第一硬件加速器接收的所述第一输出数据执行所述第二软件功能，而无需将所述第一输出数据路由到所述可编程逻辑器件之外，并且经配置以生成对应的第二输出数据。


2.根据权利要求1所述的可编程逻辑器件，还包括经配置以执行多个不同功能的可编程逻辑。


3.根据权利要求1所述的所述可编程逻辑器件，其中所述可编程逻辑器件经配置以经由快速外围组件互连(PCIe)总线与所述外部主处理器通信。


4.根据权利要求1所述的所述可编程逻辑器件，其中所述可编程逻辑器件经配置以与外部存储器通信，并且其中所述外部主处理器经配置以与和所述外部存储器分离的主存储器通信。


5.根据权利要求4所述的所述可编程逻辑器件，其中从所述外部主处理器接收的所述数据是从所述主存储器中检索的，并且被直接传送到所述第一硬件加速器。


6.根据权利要求5所述的所述可编程逻辑器件，其中由所述第二硬件加速器生成的所述第二输出数据被直接传送回所述外部主处理器，而无需访问所述外部存储器。


7.根据权利要求4所述的所述可编程逻辑器件，其中由所述第二硬件加速器生成的所述第二输出数据被直接传送回所述外部主处理器，而无需访问所述外部存储器。


8.根据权利要求1所述的所述可编程逻辑器件，其中基于与所述第二硬件加速器相关联的至少一个变元，将所述第一输出数据从所述第一硬件加速器路由到所述第二硬件加速器。


9.根据权利要求1所述的可编程逻辑器件，其中所述第二硬件加速器还经配置以监视与所述第一输出数据相关联的边带信号。


10.根据权利要求1所述的可编程逻辑器件，还包括：
直接存储器存取电路，其经配置以使从所述外部主处理器接收的数据流到所述第一硬件加速器。


11.根据权利要求1所述的所述可编程逻辑器件，还包括：
数据交换电路，其经配置以仅针对特定数据类型使所述第一输出数据从所述第一硬件加速器直接流到所述第二硬件加速器。


12.根据权利要求1所述的所述可编程逻辑器件，其中所述可编程逻辑器件没有经配置以执行加速器功能的微处理器。


13.一种操作可编程集成电路的方法，包括：
从外部主处理器接收数据；
确定是否满足预定的标准；
响应于确定已经满足所述预定的标准，使用在所述可编程集成电路上的第一软件定义的加速器来使用由所述外部主处理器调用的第一软件功能来处理接收的数据并且生成对应的第一输出数据；以及
利用所述可编程集成电路上的数据交换电路，使所述第一输出数据直接流到在所述可编程集成电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·H·瑞比，A·陈，M·J·路易斯，J·张，
申请(专利权)人：阿尔特拉公司，
类型：发明
国别省市：美国;US