一种网络交换设备、数据流处理控制方法及相关设备技术

本发明专利技术公开了一种网络交换设备、数据流处理控制方法及相关设备。该设备包括：外部接口，用于连接外部设备；P4可编程交换芯片，与上述外部接口连接，用于收发上述外部设备对应的报文数据，识别上述报文数据的报文类型，处理无状态报文，并将控制报文发至X86处理器，将有状态报文发送至NP处理器；X86处理器，用于接收并处理P4可编程交换芯片发送的上述控制报文；NP网络处理器，用于接收并处理P4可编程交换芯片发送的上述有状态报文。本申请提出的网络交换设备可以解决P4可编程芯片session表项不足的问题，硬件成本下降，低延迟不丢包，可扩展空间强，管控灵活，升级便捷。升级便捷。升级便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种网络交换设备、数据流处理控制方法及相关设备


[0001]本说明书涉及通信领域，更具体地说，本专利技术涉及一种网络交换设备、数据流处理控制方法及相关设备。

技术介绍

[0002]随着云网融合、5G的应用发展，用户对高带宽、低延迟、高速率的需求更迫切，网关设备(三层交换机，路由器、防火墙等)作为流量汇聚点，更能深刻感受到这种压力。当前设备一直采用CPU+DPDK模式，随着互联网络急速发展，劣势日益突出，单体设备小包性能较差，CPU单核存在瓶颈，伴随融合业务增多，性能下降明显。
[0003]在这样的复杂的背景环境下，采用了P4+Tofino芯片可编程交换机应用而生，作为新一代网关产品，具备大带宽和高性能(单机带宽达到几T甚至几十T)，小包线速报文转发，跟X86服务器相比，单核大约有近百倍的提升，整机性能有数倍提升。在P4可编程芯片编程中，芯片本身设计上的局限性，内存少，不论是SRAM还是TCAM的容量，跟X86服务器不具有可比性。SRAM单pipeline 10+MB的内存容量，这些容量还分散在不同的stage里，不能动态共享，无法支持超大的session表项。

技术实现思路

[0004]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0005]第一方面、本专利技术提出一种网络交换设备，包括：
>[0006]外部接口，用于连接外部设备；
[0007]P4可编程交换芯片，与上述外部接口连接，用于收发上述外部设备对应的报文数据，识别上述报文数据的报文类型，处理无状态报文，并将控制报文发至X86处理器，将有状态报文发送至NP处理器；
[0008]X86处理器，用于接收并处理P4可编程交换芯片发送的上述控制报文；
[0009]NP网络处理器，用于接收并处理P4可编程交换芯片发送的上述有状态报文。
[0010]可选的，上述外部接口的容量为100G～800G。
[0011]第二方面、本申请提出一种数据流处理控制方法，用于第一方面提出的的网络交换设备，其特征在于，包括：
[0012]控制P4可编程芯片接收由外部接口连接的外部设备发送的数据报文；
[0013]指示上述P4可编程芯片对上述数据报文的报文类型进行识别；
[0014]管理上述P4可编程芯片基于上述报文类型将上述数据报文发送至对应的目标处理器进行数据处理，其中，上述目标处理器包括P4可编程芯片、X86处理器和NP网络处理器，上述数据报文包括控制报文、无状态报文和有状态报文。
[0015]可选的，上述管理上述P4可编程芯片基于上述报文类型将上述数据报文发送至对
应的目标处理器进行数据处理，包括：
[0016]在上述报文类型为上述控制报文的情况下，管理上述P4可编程芯片将上述控制报文发送至上述X86处理器进行数据处理；
[0017]和/或，
[0018]在上述报文类型为上述无状态报文的情况下，管理上述P4可编程芯片对上述无状态报文进行数据处理；
[0019]和/或，
[0020]在上述报文类型为上述有状态报文的情况下，管理上述P4可编程芯片将上述有状态报文发送至上述NP网络处理器进行数据处理。
[0021]可选的，上述方法还包括：
[0022]控制上述NP网络处理器基于上述有状态报文查找或构建session链接；
[0023]指示上述NP网络处理器根据上述session链接通过上述P4可编程芯片与上述外部设备进行数据交互。
[0024]可选的，上述方法还包括：
[0025]控制上述NP网络处理器基于上述session链接构建session链接池；
[0026]控制上述NP网络连接处理器对上述session连接池进行超时管理。
[0027]可选的，上述方法还包括：
[0028]控制上述NP网络连接处理器获取每个上述session连接的流量信息和权重信息；
[0029]指示上述NP网络连接处理器将上述流量信息小于预设流量且权重信息大于预设权重的特定session连接共享给上述X86处理器；
[0030]操纵上述X86处理器管理上述特定session连接。
[0031]第三方面，本专利技术还提出一种数据流处理控制装置，包括：
[0032]控制单元，用于控制P4可编程芯片接收由外部接口连接的外部设备发送的数据报文；
[0033]指示单元，用于指示上述P4可编程芯片对上述数据报文的报文类型进行识别；
[0034]管理单元，用于管理上述P4可编程芯片基于上述报文类型将上述数据报文发送至对应的目标处理器进行数据处理，其中，上述目标处理器包括P4可编程芯片、X86处理器和NP网络处理器，上述数据报文包括控制报文、无状态报文和有状态报文。
[0035]第四方面，一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第二方面任一项的数据流处理控制方法的步骤。
[0036]第五方面，本专利技术还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现第二方面上述任一项的数据流处理控制方法。
[0037]综上，本申请实施例的网络交换设备包括：外部接口，用于连接外部设备；P4可编程交换芯片，与上述外部接口连接，用于收发上述外部设备对应的报文数据，识别上述报文数据的报文类型，处理无状态报文，并将控制报文发至X86处理器，将有状态报文发送至NP处理器；X86处理器，用于接收并处理P4可编程交换芯片发送的上述控制报文；NP网络处理器，用于接收并处理P4可编程交换芯片发送的上述有状态报文。本申请提出的网络交换设备，该设备包括外部接口、P4可编程交换芯片、X86处理器和NP网络处理器，通过外部接口与
外部设备连接，P4可编程交换芯片可以识别外部设备的数据报文的类型，并将对应的报文发送至对应的处理器进行处理，可以解决P4可编程芯片session表项不足的问题，硬件成本下降，低延迟不丢包，可扩展空间强，管控灵活，升级便捷。
[0038]本专利技术的网络交换设备，本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0039]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本说明书的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0040]图1为本申请实施例提供的一种网络交换设备构架示意图；
[0041]图2为本申请实施例提供的一种数据流处理控制方法流程示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网络交换设备，其特征在于，包括：外部接口，用于连接外部设备；P4可编程交换芯片，与所述外部接口连接，用于收发所述外部设备对应的报文数据，识别所述报文数据的报文类型，处理无状态报文，并将控制报文发至X86处理器，将有状态报文发送至NP处理器；X86处理器，用于接收并处理P4可编程交换芯片发送的所述控制报文；NP网络处理器，用于接收并处理P4可编程交换芯片发送的所述有状态报文。2.如权利要求1所述的网络交换设备，其特征在于，所述外部接口的容量为100G～800G。3.一种数据流处理控制方法，用于权利要求1或权利要求2所述的网络交换设备，其特征在于，包括：控制P4可编程芯片接收由外部接口连接的外部设备发送的数据报文；指示所述P4可编程芯片对所述数据报文的报文类型进行识别；管理所述P4可编程芯片基于所述报文类型将所述数据报文发送至对应的目标处理器进行数据处理，其中，所述目标处理器包括P4可编程芯片、X86处理器和NP网络处理器，所述数据报文包括控制报文、无状态报文和有状态报文。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述管理所述P4可编程芯片基于所述报文类型将所述数据报文发送至对应的目标处理器进行数据处理，包括：在所述报文类型为所述控制报文的情况下，管理所述P4可编程芯片将所述控制报文发送至所述X86处理器进行数据处理；和/或，在所述报文类型为所述无状态报文的情况下，管理所述P4可编程芯片对所述无状态报文进行数据处理；和/或，在所述报文类型为所述有状态报文的情况下，管理所述P4可编程芯片将所述有状态报文发送至所述NP网络处理器进行数据处理。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：控制上述NP网络处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵帮帮，肖垚，蒋驰，王旸，
申请(专利权)人：明阳产业技术研究院沈阳有限公司，
类型：发明
国别省市：