数据结构的选择性复制制造技术

这项发明专利技术提供在低延时存储器中选择性地复制数据结构的方法和装置。该存储器包括为储存同一数据结构的复制副本而配置的多个个别的存储体。在收到访问该储存的数据结构的请求时，低延时存储器访问控制器选择其中一个所述的存储体，然后从选定的存储体访问储存数据。存储体的选择可能是使用温度计技术比较不同存储体的相对可用性完成的。从由此产生的效率获益的可仿效的数据结构包括装入的（即，读出的）往往比储存的（即，写入的）多的确定性有限自动机（ＤＦＡ）曲线图和其它数据结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数据结构的选择性复制^目关申请这份申请要求在2004年9月10日申请的美国专利临时申请 第60/609,211号和在2005年4月8日申请的第60/669,655号的 利益。上述申请的全部教导在此通过引证一皮并入。
技术介绍
开放式系统互连(OSI)参考模型限定用来在传输媒体上通信 的七个网络协议层(L1-L7)。上面的层(L4-L7)表现终端对终端通 信而较低的层(L 1-L3 )表现当地通信。知道的联网应用系统需要处理、过滤和切换一系列L3到L7 网络协议层，举例来说，诸如超媒体传输协议(HTTP)和筒单邮件 传输协议(SMTP)之类的L7网络协议层和诸如传输控制协议(TCP) 之类的L4网络协议层。除了处理网络协i义层之外，知道的联网 应用系统需要通过L4-L7网络协议层以基于访问和内容的安全措 施(包括防火墙、虚拟个人网络(VPN)、加密套接协议层(SSL)、 非法侵入探测系统、英特网协议安全、在网速下防病毒和抗垃3及 邮件功能性)同时4呆护这些协i义。网络处理器可用于高吞吐量L2和L3网络协i义处理，也就是 说，完成信息包处理，以便以网速转发信息包。通常，通用处理器 用来处理需要更智能的处理的L4-L7的网络协议。举例来说，传 输控制协议(TCP)即L4网络协议需要一些加强计算的工作，包括 计算信息包在整个有效载荷上的4交-验和、管理TCP ^:緩冲区以 及总是把多个定时器维持在每一连接基础上。虽然通用处理器能 完成加强计算的工作，^f旦是它不具有足以处理凄t据以致它能以网 速转发的性能。此外，知道内容的应用调查信息包的内容，需要在数据流中 搜索包含被重复不同数目的固定信息串和字符类别两者的表达 式。 一些搜寻算法用来用软件完成这件工作。 一种这样的算法是 确定性有限自动机(DFA)。当使用DFA搜寻算法的时候，可能有 一些限制，例如，在有重复式样的数据流中曲线图大小和错误匹 配的指数型增长。由于这些限制，内容处理应用需要对式样:後寻所产生的结果 进行大量的后处理。后处理的需要以其它的连4妻状态信息(例如， 连接类型)，和在信息包中所包含的协议标题中的特定数值限定 匹配式才羊。它还需要特定的其它类型的加强计算的限定，举例来 说，如果它在数据流里面的特定位置范围内，或者如果它^艮在另 一个式样后面并且距前面的式才羊在特定的距离之内或离开前面 的式才羊在特定的偏移量之后/在特定的偏移量，式才羊匹配才是有效 的。举例来i兑，^见则表达式匹配4巴不同的算子和单一的字符结合 起来，从而允许构成复杂的表达式。
技术实现思路
内容处理应用(例，用于远禾呈通^f言和耳关网的那些)的完成通 常受益于在处理器上充当主机提供相对快速的处理速度。举例来 说，诸如侵入探测和预防和防病毒之类的应用为了避免数据的延 迟和/或丟失与它到达一才羊快速地处理输入lt据。快速的存^f渚器访 问对于需要大量的后处理的应用(包括依赖式样搜寻所产生的结 果的那些)也是重要的。低延时存储器器件提供一种提供相对快速的访问时间的解决方案。 一些低延时装置提供很好地在100纳秒以下的访问时间。然而，当对储存在存储器中的同一数据结构 发出多个访问请求的时候，即使它是低延时存储器，后面的对同 一数据结构的请求通常将被延迟到较早的请求完成。一种减少由于访问请求重叠造成的延迟的方法是使用被配 置成包括多个存储体的低延时存储器。然后，可以把相同的数据 储存或复制在多个存储体之中的不止一个存储体上。复制储存在 低延时存储器中的全部数据将保证该数据的多余副本可用于独 立地为重叠的访问请求服务，借此减少延迟。遗憾地是，低延时 存储器与其它的传统存储器相比价格昂贵并因此更罕见。因此，复制所有储存数据(取决于应用)可能是不实用的，甚至是不可能 的。此外，访问请求重叠的可能性通常对于多处理器系统将更大， 在这种系统中多个独立的处理器每个都对储存在低延时存储器 中的同 一数据发出访问请求。本专利技术通过有选择地复制储存在低延时存储器中的数据克 服这些限制，以致复制的程度是可选择的。举例来说，复制的程 度可能取决于特定数据结构的重要性(例如，使用频率)。因此， 相对偶尔访问的数据结构可能不被复制或者复制到较低的程度， 因为访问请求重叠的可能性将比较低。反之，相对时常访问的数 据结构可能被复制两次以上，因为访问请求重叠的可能性通常将 依照4吏用频率逐、渐增力口 。低延时存储器访问控制器接受把数据结构储存在低延时存 储器中的请求。举例来说，该数据结构可能是确定性有限自动机(D FA)曲线图。所述请求能由库欠件在系统初始化时产生而且包括: 用于储存该数据结构的复制因子。数据结构是依照复制因子复制 的。优选的是，低延时存储器被配置成包括多个存储体，每个复 制品一皮^渚存在不同的存〗诸体中。 一旦〗诸存好，低延时存^f诸器访问控制器在收到访问复制的数据结构的请求时选择不止 一 个存储 体之中的 一个存储体储存被请求数据结构的复制品。 一旦选定， 该低延时存储器访问控制器访问选定的存储体。因此，即使当第 一请求仍然正在处理的时候，同 一数据结构的其它复制版本保持可访问性以处理后面的对同 一凄t据结构的i會求。复制因子是可选择的而且指示选定的复制编号。举例来说， 复制因子可能是指示储存1、 2、 4或8份该数据结构的副本的1、 2、 4或8。低延时存储器的类型可以选自动态随机存取存储器(D RAM)、缩减延时动态随4几存耳又存储器(RLDRAM)、同步随才几存 取存储器(SRAM)、快速循环随机存取存储器(FCRAM)以及它们 的组合。在一些实施方案中，复制因子是由软件确定的。举例来 说，软件能追踪对不同的数据结构的访问请求，以对每个数据结 构的访问数目和/或访问频率为基础确定复制因子。复制因子能被 储存起来，而且能被用于下一次4巴数据结构载入低延时存储器。 在一些实施方案中，复制因子可以储存在非易失性存储器中而且 能在后来的系统重新启动期间 <吏用。在选择不止一个存储体之中使用哪些存储体时，低延时存储 器访问控制器确定每个存4诸体的当前用法。在一些实施方案中， 低延时存储器访问控制器包括用于多个存储体之中每个存储体 的相应的队列。然后，低延时存储器访问控制器使用温度计技术 比较不同队列的大小，从而确定哪些存储体可用或较少使用。举 例来说，每个存储体都配备一个相应的队列。然后，可以比较在 储存被请求的数据结构的复制品的多个存储体当中排队指令的 数目，排队指令数目最少的存储体被选定。因此，把排队指令的 数目看作温度计的数值时，可以选择数值最低的温度计，以增加 以最小的延迟为低延时存储器访问请求服务的可能。 在一些实施方案中，低延时存储器访问控制器通过不止一个低延时存储器(LLM)访问总线与低延时存储器耦合。举例来说， 包括十六个个别的存储体的低延时存储器能是使用两个LLM访 问总线与低延时存储器访问控制器耦合的。有分布在多个总线当 中的存储体增添进一步的提高。如果不同的存储体是使用同一总 线耦合的，对储存在不同的存储体中的同 一数据结构的复制品的 重叠访问可能仍然导致沖突。多余的总线减少总线冲突和延迟的 可能性。在一种配置中，第一组八个存l诸体是使用第一 LLM访 问总线耦合的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来管理包括为数众多的存储体的低延时存储器的方法，该方法包括：　　　　接受把确定的数据结构复制编号储存在为数众多的存储体中的请求；以及　　　　响应该储存请求，把确定的复制编号之中的每一个储存在为数众多的存储体之中相应的存储体中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-9-10 60/609,211;US 2005-4-8 60/669,6551.一种用来管理包括为数众多的存储体的低延时存储器的方法，该方法包括接受把确定的数据结构复制编号储存在为数众多的存储体中的请求；以及响应该储存请求，把确定的复制编号之中的每一个储存在为数众多的存储体之中相应的存储体中。2. 根据权利要求l的方法，其中所述储存请求包括指示选定的 复制编号的复制因子。3. 根据权利要求2的方法，其中所述复制因子是2的幂。4. 根据权利要求l的方法，其中所述数据结构是确定性有限自 动机。5. 根据权利要求1的方法，其中所述为数众多的存储体每个都 是可以使用为数众多的低延时存储器接口之一访问的，数据 结构的至少 一 些复制品是可以4吏用不同的 <氐延时4妻口访问的。6. 根据权利要求l的方法，进一步包括接受访问J诸存凄t据结构的请求；响应所述的访问请求，选4奪为数众多的存储体之中的一 个存储体，该选定的存〗诸体^f诸存一皮i奮求的数据结构复制品； 以及访问选定的存储体。7. 才艮据权利要求6的方法，其中所述选择一个存储体的步骤包 括确定为数众多的存储体之中每个存储体储存所述数据结 冲勾复制品的用法；以及选才奪为凄t众多的存4诸体之一对已确定的用法作出响应。8. 根据权利要求7的方法，其中所述确定用法的步骤包括比较 为数众多的队列，每个队列与为数众多的存储体之中的一个 相应的存j诸体有关。9. 根据权利要求l的方法，其中所述低延时存储器选自动态随 才几存耳又存<诸器(DRAM)、缩减延时动态随才几存耳又存^f渚器(RLD RAM)、同步随机存取存储器(SRAM)、快速循环随即存取存 〃賭器(FCRAM)以及它们的iEL合。10. —种低延时存储器管理控制器，包括为访问低延时存储器配置的第一存储器4姿口 ，所述低延 时存储器包括为数众多的存储体；适合访问主存储器的主存储器接口 ；与主存储器接口耦合接受把选定的数据结构复制编号储 存在为数众多的存储体之中不止一个存储体中的请求的指 令单元；与所述指令单元耦合的为数众多的线程引擎，每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷格A鲍查德，大卫A卡尔森，理查德E科斯勒，
申请(专利权)人：卡威姆网络有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]