低延时存储器的直接存取制造技术

提供了一种内容识别应用处理系统，用于允许越过高速缓冲存储器直接访问存储在非高速缓冲存储器中的数据。处理器包括高速缓冲存储器的系统接口和非高速缓冲存储器的低延时存储器接口。系统接口用来将由处理器执行的普通加载／存储指令的存储器存取引导到高速缓冲存储器中；低延时存储器系统接口用来将由处理器执行的非普通加载／存储指令的存储器存取引导到非高速缓冲存储器中，从而越过高速缓冲存储器。非普通加载／存储指令可以是协同处理器指令。存储器可以是低延时型存储器。处理器可以包含多个处理器内核。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是2004年12月28日提交的第11/024,002号美国专利申请的后继申请，本申请要求2004年9月10日提交的第60/669,672号美国临时专利的权益。上述申请的全部教导在此通过认证并入本文。
技术介绍
开放式通信系统互联参考模型(OSI)用来限定在传输媒体上通信的七个网络协议层(L1-L7)。上层(L4-L7)负责端到端的通信，下层(L1-L3)负责本地通信。网络应用系统需要处理、过滤和交换L3到L7网络协议层，例如，L7网络协议层的超文本传输协议(HTTP)和简单邮件传输协议(SMTP)，L4网络协议层的传输控制协议(TCP)。除处理网络协议层外，网络应用系统需要基于通过L4-L7网络协议层(包括防火墙，虚拟专用网(VPN)，安全套接字协议层(SSL)，入侵检测系统(IDS)，互联网协议安全性(IPSec)，线速的反病毒(AV)and反垃圾邮功能)的安全性来同时保证这些协议的访问和内容。网络处理器可以提供高吞吐量的L2和L3层上的网络协议处理，也就是说，完成数据包的处理以便以线速度传输数据包。通常，处理L4-L7层网络协议的通用的处理器需要非常智能的处理能力。例如，传输控制协议(TCP)——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校验和，管理TCP片段缓冲器，和在一个连接中保持多计时器。虽然通用处理器可以完成所述加强计算的工作，但是它不能提供足以处理数据以致能够以网速转发的性能。而且，内容应用检查数据包中的内容需要在数据流中搜索包含混合字符串和多次重复的特征类的表达式。可以在软件中使用几种搜索算法来运行这种任务。一种算法是确定有限自动机(DFA)。使用DFA搜索算法时有许多局限性，例如，在一个重复模式的数据流中以指数形式增长的图像大小和错误的匹配。由于这些局限性，内容处理应用需要对模式搜索产生的结果进行足够量的后处理。后处理需要满足对其他连接状态信息的匹配模式，例如连接类型，和数据包中包含的协议标题中的某些值。还需要特定的其它类型的加强计算的限定，例如，一种模式匹配只有在数据流中的某种位置排列时才有效，或被另一种模式所跟随而且与前面的模式在某种排列中或在前面模式特定分支之中或之后。例如，规则表达式匹配把不同的操作符和单个字合并成结构化的复杂表达式。
技术实现思路
本专利技术涉及提高处理器完成内容处理请求的速度。处理器包括高速缓冲存储器的系统接口和非高速缓冲存储器的低延时存储器接口。系统接口用来将由处理器执行的普通加载/存储指令的存储器存取引导到高速缓冲存储器中；低延时存储器系统接口用来将由处理器执行的非普通加载/存储指令的存储器存取引导到非高速缓冲存储器中，从而越过高速缓冲存储器。非普通加载/存储指令可以是协同处理器指令。存储器可以是低延时型存储器。处理器可以包含多个处理器内核。在一个实施方案中，低延时存储器接口可以是将处理器和非高速缓冲存储器内存耦合在一起的总线，耦合允许处理器和非高速缓冲存储器内存之间的直接存取。在另一个具体实施方案中，数据可以在内存中被存储为确定有限自动机(DFA)图来响应处理请求。在另一个实施方案中，处理器可以包括用于在处理器内核和内存之间传输数据的多个寄存器。多个寄存器可以安装在处理器内。安装在处理器内部的多个寄存器可以和处理器内部的主寄存器区分开来。在一个实施方案中，低延时存储器可以从动态随机存储器(DRAM)，减少延时动态随机存储器(RLDRAM)，静态随机存储器(SRAM)，快速循环随机存储器(FCRAM)中选择。低延时存储器存取RLDRAM的延时小于或等于30纳秒。依照本专利技术的理论，一种网络服务处理器将网络、安全和内容处理器集成在一起。网络服务处理器包括加速内容和安全性处理进程的嵌入式硬件，带有协同处理器模块。附图说明本专利技术的前述和其它方面的特征和优点，从下面更加具体的描述中可以体现出来，如下带标注附图以实例从不同角度展现。附图不是严格依据比例绘制，重点在于用图示说明专利技术的原理。图1A是根据本专利技术的原理的包含网络处理器的网络处理系统框图； 图1B是图1A中显示的网络处理器框图；图2示了典型的DFA图像；图3是根据本专利技术原理的精简指令集计算处理器的框图；图4示了LLM加载/存储指令格式；图5显示的是基于本专利技术的加载/存储操作的实施例。具体实施例方式本专利技术的优选的实施方案的描述如下。图1A是根据本专利技术原理的包含网络服务处理器110的安全设备100的框图。安全设备110是一种独立的系统，可以将数据包从一个以太网端口(Gig E)转发到另一个以太网端口(Gig E)，对收到的数据包在传递它们之前运行一系列的安全功能。例如，安全设备100能用来在把经过处理的信息包转发到局域网(LAN)之前完成对在广域网(WAN)上收到的信息包的安全处理。网络服务处理器110包括硬件包处理、缓冲、工作分发、管理、同步和高速缓存支持以加快所有包处理任务。网络服务处理器110处理包括在收到的信息包中的开放式系统互连网络L2-L7层协议。网络服务处理器110通过物理接口PHY104a、104b接收来自以太网端口(Gig E)的数据包，对接收到的执行L7-L2层网络协议的处理，将处理过的包通过物理接口104a、104b或PCI总线106向前传递。网络协议处理可以包括处理网络安全协议，如防火墙，应用防火墙，包括IP安全性(IPSEC)或安全套接字层(SSL)的虚拟专用网(VPN)，入侵检测系统(IDS)和反病毒(AV)。网络服务处理器110中的动态随机存储器(DRAM)控制对扩展DRAM 108的访问，其与网络服务处理器110耦合。DRAM108储存从物理接口104a，104b或可扩展外部设备互联(PCI-X)接口106接收到的数据包以供网络服务处理器110处理。网络服务处理器110中的低延时存储控制器控制低延时存储器(LLM)118。LLM 118可以被网络服务或安全设备使用进行快速查询，包括可能是入侵检测系统(IDS)或反病毒(AV)设备所需要的规则表达式匹配。规则表达式是表示字符串匹配模式的一种通同方法。规则表达式的原子元素是要被匹配的单个字符。这些元素与元字符操作符合并允许用户表示连接，交替，星号等等。当使用交替来(|)创建可以匹配两个或更多子字符串中的任何一个时，连接用来创建混合字符匹配模式从一个单特征(或子字符串)。星号(*)允许一种模式匹配零(0)或在一个字符串中存在的更多模式。合并不同的操作符和单独字母们允许结构化的的复杂表达式。例如，表达式th(is|at)*)会匹配th，this，that，thisis，thisat，thatis，thatat，等等。图1B是图1A中所示网络服务处理器110的框图。网络服务处理器110使用结合图1A描述的至少一个处理器核心120递送高的应用性能。通过一个SPI-4.2或RGMII接口，GMX/SPX单元122a，122b中的某一个收到要处理的数据包。GMX/SPX单元(122a，122b)对接收的包进行L2层网络协议标题中各种范围检查的预请求，然后传递包到包输入单元126。数据包输入单元126对包含在接收到的包中的网络协议标题(L3层和L4层)进行进一步的预处理。这个预处理包括对传输控制协议(TC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理器，该处理器包括：高速缓冲存储器的系统接口，用来将由处理器执行的普通加载／存储指令的存储器存取引导到高速缓冲存储器；以及非高速缓冲存储器的低延时存储器系统接口，用来将由处理器执行的非普通加载／存储指令的存储器存取引导到非缓冲存储器中，从而越过高速缓冲存储器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【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，穆罕默德R休斯塞恩，
申请(专利权)人：卡威姆网络有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]