CN105635000A - 一种报文存储转发方法和电路及设备 - Google Patents

Abstract

一种报文存储转发方法和电路及设备，以提供一种低延时的存储转发技术。方法包括：接收报文的数据单元Cell并存储，所述报文的Cell包括首Cell；根据所述首Cell获取控制信息，所述控制信息包括所述报文的转发模式；根据所述报文的转发模式对所述报文进行处理，其中，如果所述报文的转发模式为存储转发，在接收到并已经存储所述报文的全部Cell后，对所述报文进行处理；如果所述报文的转发模式为自适应转发，在接收并存储所述报文的其余Cell的同时，对所述报文进行处理；在处理完毕后，确认已经接收到并已经存储所述报文的全部Cell后，对所述报文进行转发。

Description

一种报文存储转发方法和电路及设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种报文存储转发方法和电路及设备。

背景技术

计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作***，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机***。网络设备是连接到网络中的物理实体的统称，主要包括计算机(包括个人电脑、无线接入终端和服务器)、集线器、交换机、路由器等，其中交换机和路由器是最主要的转发设备。路由器和交换机等转发设备运行各种网络协议，实现报文在网络上的生成、转发、终结。

传统的交换机或路由器等网络设备的转发模式主要包括两种：一种是存储转发(英文全称：Store-Forward，英文简称：SF)、一种是直通转发(英文全称：Cut-Through，英文简称：CT)。CT是边收边发的网络交换技术，不缓存转发的数据报文，不能实现不同速率的端口之间的交换。

SF是先将数据报文完整接收下来，然后再进行转发处理的一种网络交换技术。SF可以对接收的报文进行完整性和合法性校验，滤除不完整的或非法的报文，然后对报文头进行解析，提取特征域、流分类、访问控制列表(英文全称：AccessControlList，英文简称：ACL)和L2/L3(二层/三层)转发以及编辑等处理操作后转发到目的端口。SF转发方式可以支持将入口报文接收并存储起来实现不同速率端口之间的交换，但处理延时较大。

SF是经典的计算机网络的转发技术，具有很强的抗突发能力，在传统的网络中占据非常重要的位置。但是，随着数据中心(英文全称：DataCenter，英文简称：DC)等低延时高带宽应用的涌现，抗突发能力强、延时低的转发技术将变得越来越重要。而传统的SF技术由于处理延时较大，已逐渐不能满足当前的需求。

发明内容

本发明实施例提供一种报文存储转发方法和电路及设备，以提供一种低延时的存储转发技术。

本发明第一方面提供一种报文存储转发方法，应用于存储转发设备，存储转发设备的输入报文调度模块可以将接收到的报文切割成多个数据单元Cell，其中每个报文的第一个Cell称为首Cell，存储转发设备的报文分析模块可以通过解析报文的首Cell获得报文的控制信息，存储转发设备的重组调度模块可以从报文分析模块接收报文的首Cell和获取对应的控制信息，所述控制信息至少包括所述报文的转发模式；存储转发设备的网络处理器可以根据所述报文的转发模式对所述报文进行处理(例如ACL处理，标签交换处理等)，其中，如果所述报文的转发模式为存储转发(即传统的将报文全部接收并存储后再转发)，则在接收到所述报文的全部Cell，并将全部cell存储到报文缓存模块后，对所述报文进行处理；如果所述报文的转发模式为自适应转发(本发明提出的用于降低延时的转发模式)，在接收并存储所述报文的其余Cell的同时，对所述报文进行处理(即接收其余Cell和报文处理是并行进行的)；在处理完毕后，并确认已经接收到所述报文的全部Cell(即报文缓存模块中已经存储有该报文的全部Cell)后，对所述报文进行转发。

该方法设计了一种自适应转发模式，对于该种转发模式的报文，在接收到该报文的首Cell后，即对该报文进行处理，该处理过程与接收报文的其余Cell的过程同时进行，并行处理；相对于传统的存储转发模式中，收到报文的全部Cell后才对报文进行处理的方案，有效的减少了报文在存储转发设备中的停留时间，降低了时延，从而提供了一种低延时的存储转发技术。另外，该方法的自适应转发模块类似于传统的存储转发，仍然会对收到的报文的Cell进行存储，一个报文的全部Cell被接收并存储后，且处理完毕后，才进行转发，从而，与传统的存储转发技术类似，可实现不同速率端口之间的交换。可见，本发明实施例方法在保留了传统的存储转发技术的优点的同时，降低了转发时延。

可选的，所述控制信息还可以包括所述报文的输入通道和优先级，所述输入通道是指存储转发设备的媒体接入控制器和输入报文调度模块之间的输入通道，所述优先级可以由存储转发设备的报文分析模块根据报文的流分类结果按照策略来确定或者从报文中提取，所述根据所述报文的转发模式对所述报文进行处理之前还可以包括：根据所述报文的输入通道和优先级，将所述报文的首Cell的地址添加到与所述报文的输入通道和优先级对应的输入队列中，该输入队列被用于调度处理，以便后续按照所述输入队列的顺序对报文进行调度处理，先进入队列的将优先被处理。通过采用输入队列进行报文调度，调度时将优先级作为调度因素之一，可以优先对重要的报文进行转发处理。

可选的，可以根据转发模式的不同采用下述的方式，将所述报文的首Cell的地址添加到与所述报文的输入通道和优先级对应的输入队列中包括：对于转发模式为自适应转发的报文，在接收到所述报文的首Cell并存储后，将所述报文的首Cell的地址加入所述输入队列中；对于转发模式为存储转发的报文，在接收到所述报文的全部Cell并存储后，将所述报文的首Cell的地址加入所述输入队列中。通过对不同转发模式的报文采用不同的入队模式，就可以对后续的处理流程进行控制，使得，存储转发模式的报文，只有全部接收后才入队，才能够被处理；自适应转发模式的报文，接收到首Cell后即入队，可以立即被处理，而不必等到全部Cell都接收。

本发明第二方面提供一种报文存储转发电路，包括：相互连接的重组调度模块和网络处理器；所述重组调度模块可以从存储转发设备的报文分析模块接收报文的Cell，和获取对应的控制信息，所述控制信息包括所述报文的转发模式；所述网络处理器可以根据所述报文的转发模式对所述报文进行处理，其中，如果所述报文的转发模式为存储转发(即传统的将报文全部接收并存储后再转发)，在接收到并已经存储所述报文的全部Cell得到完整报文后，对所述报文进行处理；如果所述报文的转发模式为自适应转发(本发明提出的用于降低延时的转发模式)，在接收并存储所述报文的其余Cell的同时，对所述报文进行处理(即接收其余Cell和报文处理是并行进行的)；所述重组调度模块，还用于在所述网络处理器处理完毕后，确认已经接收到并已经存储所述报文的全部Cell后，对所述报文进行转发。

该电路支持一种自适应转发模式，可以将对报文的处理过程与接收报文的其余Cell的过程同时进行，并行处理；减少了报文的存储转发设备中的停留时间，降低了时延，从而提供了一种低延时的存储转发技术。另外，该方法的自适应转发模块类似于传统的存储转发，仍然会对收到的报文的Cell进行存储，一个报文的全部Cell被接收并存储后，且处理完毕后，才进行转发，从而，与传统的存储转发技术类似，可实现不同速率端口之间的交换。可见，本发明实施例方法在保留了传统的存储转发技术的优点的同时，降低了转发时延。

可选的，所述控制信息还可以包括所述报文的输入通道和优先级，所述输入通道是指存储转发设备的媒体接入控制器和输入报文调度模块之间的输入通道，所述优先级可以由存储转发设备的报文分析模块根据报文的流分类结果按照策略来确定或者从报文中提取，所述重组调度模块可以包括：输入队列单元，用于提供至少一个输入队列，以便所述后续按照所述输入队列的顺序将所述报文调度给所述网络处理器进行处理；完整性检查单元，用于根据所述报文的输入通道和优先级，将所述报文添加到与所述报文的输入通道和优先级对应的输入队列中。通过采用输入队列进行报文调度，调度时将优先级作为调度因素之一，可以优先对重要的报文进行转发处理。

可选的，所述完整性检查单元可以根据转发模式的不同采用不同的方式将接收到的报文入队，对于转发模式为自适应转发的报文，在接收到所述报文的首Cell并存储后，将所述报文的首Cell的地址加入所述输入队列中；对于转发模式为存储转发的报文，在接收到所述报文的全部Cell并存储后，将所述报文的首Cell的地址加入所述输入队列中。通过对不同转发模式的报文采用不同的入队模式，就可以对后续的处理流程进行控制，使得，存储转发模式的报文，只有全部接收后才入队，才能够被处理；自适应转发模式的报文，接收到首Cell后即入队，可以立即被处理，而不必等到全部Cell都接收。

由上可见，在本发明的一些可行的实施方式中，提供了一种低延时的存储转发技术。

附图说明

图1是存储转发设备的结构示意图；

图2是本发明实施例的报文存储转发电路的结构示意图；

图3是本发明实施例的报文存储转发方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供一种报文存储转发方法和电路及设备，以提供一种低延时的存储转发技术，该技术应用于存储转发设备。

请参考图1，是存储转发设备的结构示意图。由图1可见，存储转发设备大概包括以下模块：媒体接入控制器(英文全称：MediaAccessControl，英文简称：MAC)，输入报文调度模块(英文全称：InputPacketScheduler，英文简称：IPS)，报文分析模块(英文全称：PacketAnalyser，英文简称：PA)，重组调度模块(英文全称：ReassemblyandDispatch，英文简称：RD)，网络处理器(英文全称：NetworkProcessor，英文简称：NP)，报文缓存模块(英文全称：PacketBuffer，英文简称：PB)，报文编辑模块(英文全称：PacketEditor，英文简称：PE)，输出报文调度模块(英文全称：OutputPacketScheduler，英文简称：OPS)。以上模块中，通常可以是每个模块用一块集成电路芯片(简称芯片)来实现，有时候也可以是将多个模块集成在一块芯片上。

存储转发设备执行报文存储转发的过程如下：

1、MAC从端口接收报文，并发送给IPS。其中，所说的端口例如可以是GE(GigabitEthernet，千兆以太网端口)，XGE(万兆以太网端口)，40GE(4万兆以太网端口)等以太网端口。MAC和IPS之间可以具有多个逻辑的输入通道，多个输入通道可以和多个以太网端口一一对应。MAC通过端口收到的报文可以通过对应的输入通道发送给IPS。

2、IPS基于各端口缓存报文并将报文切割成合适长度的一个或多个Cell(数据单元，大小比如是80B或其它大小),其中，报文的第一个Cell称为首Cell，最后一个Cell称为尾Cell。接收到完整Cell的端口参与调度，赢得调度的端口将Cell发送给PA。需要说明的是，同一端口的不同报文的Cell虽然不会交织，但不同端口的Cell之间可能会有交织，因此，在后续的RD模块中需要基于端口对报文进行重组。

3、PA接收Cell，解析首Cell并获取该首Cell所属报文的基本的控制信息(英文全称：ControlInformation，英文简称：CI)，然后将首Cell和对应的CI以及其余Cell数据发送给RD。

4、RD模块对接收的Cell进行重组，所说的重组是指将属于同一个报文的多个Cell组织到一起，并分配Cell在PB的缓存资源然后将Cell数据缓存到PB中，待一个报文的全部Cell都被接收得到完整报文后，该完整的报文的首Cell将被发送给NP进行处理；

5、NP根据报文的首Cell进行报文处理，该处理一般是指对转发信息的处理，例如，ACL处理，标签交换处理等，应用于不同类型的网络和不同的应用场景，具体的处理操作可能会不同，本文中对于NP执行哪些报文处理操作不予限定。

6、NP完成转发信息的处理后发送编辑命令和转发命令到PE，PE根据转发命令从PB中获取报文的Cell数据并根据编辑命令对报文进行编辑后发送给OPS。或者，NP也可以发送转发命令到RD，RD从PB中读取报文的Cell数据转发给PE，PE根据NP发送的编辑命令对报文进行编辑后发送给OPS。

7、OPS将接收的Cell重组成完整的报文后发送给相应的MAC和端口，MAC通过相应的端口转发给其它设备。

本发明实施例提供一种低延时的的报文存储转发技术方案，包括报文存储转发方法和报文存储转发电路。

请参考图2，是本发明实施例的报文存储转发电路的结构示意图，该报文存储转发电路主要包括：相互连接的重组调度模块(RD)10，以及分别与所述RD10连接的报文缓存模块(PB)40和网络处理器(NP)20；其中，所述重组调度模块10，用于接收报文的数据单元Cell，对接收到的Cell进行重组，并存储到所述报文缓存模块，所述报文的Cell包括首Cell，以及根据所述首Cell获得控制信息，所述控制信息包括所述报文的转发模式；所述重组调度模块10，还用于将接收到的所述报文调度给所述网络处理器20进行处理；所述网络处理器20，用于根据所述报文的转发模式对所述报文进行处理，其中，如果所述报文的转发模式为存储转发，在所述重组调度模块10接收到并已经存储所述报文的全部Cell后，对所述报文进行处理；如果所述报文的转发模式为自适应转发，在所述重组调度模块10接收并存储所述报文的其余Cell的同时，对所述报文进行处理；所述重组调度模块10，还用于在所述网络处理器20处理完毕后，确认已经接收到并已经存储所述报文的全部Cell后，对所述报文进行转发。其中，所述的存储是指将Cell存储到所述报文缓存模块40。可选的，该报文存储转发电路还可以包括报文分析模块(PA)30以及报文编辑模块(PE)50。

请参考图3，是本发明实施例的报文存储转发方法的基本的流程示意图，该报文存储转发方法主要包括以下步骤：

310、接收报文的数据单元(Cell)并存储，所述报文的Cell包括首Cell；根据所述首Cell获取控制信息，所述控制信息包括所述报文的转发模式；

320、根据所述报文的转发模式对所述报文进行处理，其中，如果所述报文的转发模式为存储转发，在接收到并已经存储所述报文的全部Cell后，对所述报文进行处理；如果所述报文的转发模式为自适应转发，在接收并存储所述报文的其余Cell的同时，对所述报文进行处理；

330、在处理完毕后，确认已经接收到并已经存储所述报文的全部Cell后，对所述报文进行转发。

可见，该技术方案设计了一种自适应转发模式，对于该种转发模式的报文，在接收到该报文的首Cell后，即对该报文进行处理，该处理过程与接收报文的其余Cell的过程同时进行，并行处理；相对于传统的存储转发模式中，收到报文的全部Cell后才对报文进行处理的方案，有效的减少了报文的存储转发设备中的停留时间，降低了时延，从而提供了一种低延时的存储转发技术。并且，该方法可以通过为不同类型的报文分配不同的转发模式，有针对性的满足不同业务的报文转发需要。另外，该方法的自适应转发模块类似于传统的存储转发，仍然会对收到的报文的Cell进行存储，一个报文的全部Cell被接收并存储后，且处理完毕后，才进行转发，从而，与传统的存储转发技术类似，可实现不同速率端口之间的交换。可见，本发明实施例方法在保留了传统的存储转发技术的优点的同时，降低了转发时延。

下面，结合如图2所示的电路的结构示意图(其中的带箭头曲线表示了报文存储转发的处理流程)和如图3所示的方法的流程示意图，对本发明实施例中报文存储转发的具体过程进行详细说明。

首先，MAC从端口接收报文，并通过输入通道发送给IPS。

其次，IPS将报文切割成一个或多个Cell，赢得调度的端口将Cell发送给PA。

以上两个步骤与上文所述的步骤1和2相同，这里不再赘述。

S1、PA接收Cell，通过解析首Cell，获取报文的控制信息(CI)，然后将首Cell和对应的CI以及其余Cell数据发送给RD。

其中，PA可以通过对报文的首Cell进行解析来提取特征域，可以根据特征域查分类表例如TCAM(ternarycontentaddressablememory，三态内容寻址存储器)表对报文进行流分类，提取流分类结果，并写入控制信息(CI)，并将CI随首Cell数据一起发送给RD。

CI包括但不限于转发模式(FWD_Mode)，输入通道(InputChannel)和报文的优先级(PacketPriority)。其中，可以预先在存储转发设备中配置转发策略，PA可以根据配置的策略和报文的流分类结果来确定报文的转发模式。本文中，该转发模式至少包括两种：一种是存储转发模式，该模式即为传统的存储转发模式，表示收到完整报文后才对报文进行处理及转发；另一种是自适应转发，是本文提出一种新的转发模式，表示收到报文的首Cell后即可开始对报文进行处理，处理完毕并收到完整报文后进行转发。其中，输入通道是指MAC与IPS之间的输入通道，每一个报文的全部Cell都会从同一个输入通道输入。报文的优先级可以是PA根据报文的流分类结果按照策略来确定，也可以从报文中提取，即，接收的报文中可能已经包含上游设备写入的优先级。

每个报文的CI与其首Cell具有确定的对应关系，例如，可以在CI中包含报文的序列号或其它标识来表示该CI属于哪个报文，而该报文的序列号或其它标识也包含在其首Cell中，从而通过序列号或其它标识来建立对应关系。

S2、RD从PA接收报文的Cell和获取对应的CI数据，并存储报文的Cell包括首Cell和首Cell以外的其余Cell。

可选的，RD中可以包括一个完整性检查单元(ReassemblyandIntegralityChecker，RIC)101，用于在存储接收到报文的Cell之前，对报文进行完整性检查。

具体实现中，RD可以基于端口重组报文，为接收的Cell分配在PB中的缓存，可以将来自同一个端口或者说输入通道的Cell保存在同一个缓存区间，且同一个报文的Cell被连续保存。RD中可以包括入口资源管理单元(IngressResourcesManager，IRM)102，用来实现上述的将Cell缓存到存储转发电路中的报文缓存模块(PB)的操作，PB可用于存储已接收到的所述报文的Cell包括首Cell和其余Cell。

一些实施例中，RD中的IRM可以将已接收到的所述报文的一个或多个Cell使用链表链接在一起，记录所述报文的首Cell的地址作为链头地址；IRM还可以在将接收到的Cell数据写入PB后，以所述报文的首Cell的地址为索引记录或更新所述报文的接收状态(StatusTable)信息，所述接收状态信息至少包括报文结束标志(EndOfPacket，EOP)和报文长度(PacketLength，PLEN)，所述EOP表示所述报文的全部Cell是否都已经被接收(换句话说，所述EOP表示所述报文是否已经被完整接收)，所述PLEN表示所述报文的已接收部分的长度。StatusTable可以以表的形式保存在PB中。

一些实施例中，RD可以包括：输入队列(InputQueue，IQ)单元103，用于提供至少一个输入队列(IQ)。RD可以映射报文的InputChannel和PacketPriority到IQ。该映射操作例如可以由RIC来完成，RIC可根据所述报文的输入通道和优先级，将所述报文的首Cell的地址添加到与所述报文的输入通道和优先级对应的输入队列中，以便后续按照所述输入队列的顺序对报文进行调度处理。其中，每个输入队列IQ会对应到一个输入通道，该输入通道来的报文都会被添加到对应的IQ中。一些实施例中，IRM还可基于IQ统计占用的Cell和NP线程资源。

S3、上述的根据所述报文的输入通道和优先级，将所述报文添加到与所述报文的输入通道和优先级对应的输入队列中的操作具体可以包括：

如果所述转发模式(FWD_Mode)指示报文为自适应转发，在接收到所述报文的首Cell并存储后，将所述报文的首Cell的地址(即链头地址)加入所述输入队列中(可简称为向IQ入队)；如果所述转发模式为存储转发，在接收到所述报文的全部Cell得到完整报文并存储后，将所述报文的首Cell的地址加入所述输入队列中。上述操作可以由RD中的RIC来完成。

S4、入队后的报文在NP有资源可处理报文时将被调度出队，然后根据报文的首Cell地址提取报文的首Cell数据并将访问控制信息(AssociatedControlInformation，ACI)一并发送给NP进行处理。该操作可以由RD中的拉式控制单元(PullController，PC)104来完成。

需要指出的是，RD可以在将首Cell交NP处理前查询StatusTable获取报文当前的接收状态信息，包括EOP和PLEN，并将EOP和PLEN作为ACI的一部分发送给NP。RD可以基于首Cell为索引维护StatusTable，包括：当接收到首Cell且不为尾Cell时，EOP被清零(即写为0)，当接收到尾Cell后，EOP被置位(即改写为1)，从而，使EOP表示所述报文的全部Cell是否都已经被接收，即：如果EOP＝1，表示报文已经被完整接收，如果EOP＝0，表示报文还没有被完整接收；当接收到首Cell后PLEN被重新统计为首Cell的长度，并每接收到1个Cell，PLEN将增加该Cell的长度，使PLEN表示所述报文的已接收部分的长度。由于每个Cell的长度是确定的，通过该PLEN，即可确定已经接收的Cell的个数。

S5、NP获取报文的接收状态信息和首Cell，对报文进行处理。NP在处理报文时，根据EOP和PLEN可获知当前需要处理的报文是否已经接收并存储在PB中。

如果EOP＝1，即所述EOP指示所述报文的全部Cell都已经被接收，NP按照传统的存储转发方案进行处理，即：根据所述报文的首Cell对所述报文进行处理，在处理完毕后，指示RD读取已存储的所述报文的全部Cell进行转发(转发给存储转发设备的报文编辑模块(PE))。

如果EOP＝0，即所述EOP指示所述报文中还有部分Cell没有被接收，NP按照自适应转发模式进行处理，即：根据所述报文的首Cell对所述报文进行处理，在处理完毕后且等到所述EOP等于1后，指示RD读取已存储的所述报文的全部Cell进行转发(转发给PE)；或者，在处理完毕后，即指示RD进行转发，RD可在等到EOP＝1时读取已存储的所述报文的全部Cell进行转发(转发给PE)。

可选的，NP可包括：获取单元203和第一处理单元201及第二处理单元202，其中，获取单元203用于获取所述报文的接收状态信息和首Cell；第一处理单元201，用于处理EOP等于1时的处理操作；第二处理单元202，用于处理EOP等于0时的处理操作。

通常，NP只需要根据首Cell即可完成对报文的处理，但某些场景中，处理操作也可能需要更多的Cell，例如可能需要报文的第2个Cell。在这种场景下，如果EOP＝0，当NP处理过程中需要使用所述报文的首Cell之后连续的至少一个Cell时，可以根据需要发送读数据命令到RD，RD查询StatusTable，根据所述PLEN确定已经接收的Cell的个数，判断所述至少一个Cell是否已被接收，若是已经被接收，则获取并返回所述至少一个Cell给NP，NP获取所述至少一个Cell继续进行处理，否则，不返回数据，NP需要继续等待。

需要说明的是一般报文的转发，NP只需要根据首Cell进行转发信息的处理，没有读取更多Cell数据的需求，如果有也是读取第2个Cell，但在微码处理过程中，第2个Cell一般也是已经接收了。如果涉及需要使用报文长度的业务处理尽量放在整个业务处理流程的后面，以便更大概率当NP获取报文长度时报文已经完成了接收，可以减少等待时间。

S6、报文转发。

NP对报文处理完毕后，如果EOP＝1，则可以确认已经接收到所述报文的全部Cell得到完整报文，则NP可直接发送调度(Dispatch)命令到RD，指示RD读取已存储的所述报文的全部Cell数据进行转发，即，将报文发送给PE；

NP对报文处理完毕后，如果EOP＝0，则可以确定所述报文中还有部分Cell还没有被接收，则一种方式中，NP可发送查询命令到RD，RD查询StatusTable并获取EOP＝1后再返回查询结果到NP，然后NP发送Dispatch命令到RD，指示RD读取报文转发给PE；另一种方式中，NP也可直接发送Dispatch命令到RD，RD查询StatusTable并判断EOP＝1后，读取报文的全部Cell数据并转发到PE。

RD中还可以包括报文调度单元(PacketDispatch，PD)106，上述报文转发操作中，NP具体可以发送Dispatch命令到RD中的PD，由PD来执行读取已存储的所述报文的全部Cell数据并转发给PE的操作。

PE收到RD发送的报文后，继续向后端的模块转发报文一直到指定端口，然后向IRM释放Cell资源和NP线程资源。

需要说明的是，一些实施例中，NP对报文处理完毕后，也可以在确认已经接收到所述报文的全部Cell得到完整报文后，直接发送Dispatch命令到PE，由PE主动从PB中读取报文并继续转发。

以上，本发明实施例低延时的存储转发技术支持IQ和调度，利用IQ的拥塞处理机制可实现等效转发模式的自适应切换。IQ是基于输入的InputChannel和PacketPriority查表映射获取的，因此，IQ中已经体现了优先级信息。NP进行IQ调度时，优先级会作为其中一项权重参与调度。所有进入IQ的报文都会得到处理的机会，但优先级高的输入队列中的报文被优先处理的机会可能较高。

另外，IRM还可以基于IQ统计IQ对当前资源的占用情况，即：统计每个输入队列占用的资源，所述占用的资源包括：占用的Cell缓存资源以及占用的NP的线程资源；其中，占用的Cell缓存资源是指PB中缓存Cell的资源，占用的NP的线程资源可以是对NP处理线程的占用的统计。

IRM可根据策略对所述目标输入队列进行拥塞处理，实现IQ粒度的拥塞处理机制，所述拥塞处理可以包括：对所述目标输入队列进行反压(Backpressure)或者丢弃所述目标输入队列中的报文。反压是指，阻塞目标输入队列的输入。可选的，IQ提供SP+WRR调度，即相同优先级的输入队列之间进行WRR(WeightedRoundRobin，加权循环调度算法)调度，不同优先级的输入队列之间进行SP(StrictPriority,严格优先级)调度，这样可进一步为高优先级报文在拥塞时也提供更小的延时服务。可见，通过IQ机制，可以保证对高优先级报文进行优先处理，以提供更小的延时转发服务。通过拥塞处理机制，可以避免部分输入队列对资源的长期占用，保障其它一些输入队列也能得到处理机会。

当入口带宽较小或长包突发，NP处理不是性能瓶颈，***不拥塞，IQ不被反压，IQ中的报文很快被转发到NP进行处理，此时***近似等价于CT转发，报文在收到首Cell后即可交NP进行转发处理，转发延时较小。相反，当入口带宽较大或短包突发，NP处理是性能瓶颈，***拥塞，IQ被反压，报文在IQ队列中排队等待转发NP进行处理，此时***近似等价于SF转发，报文会被完全接收或接近完全接收后再交NP进行处理，转发延时较大。

由上可见，在本发明的一些可行的实施方式中，将传统的存储转发技术与队列技术相结合，提供一种新的低延时的存储转发技术；对于自适应转发模式的报文，在接收到该报文的首Cell后，即对该报文进行处理，该处理过程与接收报文的其余Cell的过程同时进行，有效的减少了报文的存储转发设备中的停留时间，降低了时延；对于传统的存储转发模式，则按照常规方式处理。

可见，该方案实现了根据业务流有策略地对有延时需求的业务提供新型的低延时服务，以及，根据业务流有策略地对无延时需求的业务提供传统存储转发服务。并且，该方案可根据***拥塞状态动态自适应调整转发延时，即当***拥塞，延时增大，***通畅，延时减少，可有效减少***的平均延时。

可见，本发明技术发难兼具传统存储转发的抗突发能力强的优点和直接转发延时小的优点，自适应动态近似传统存储转发和近似传统直接转发模式切换，可为抖动较大但平均流量小的***提供低成本低延时的转发方案。

需要说明的是，上述本发明实施例提供的报文存储转发电路，其包括的各个功能模块可以分别由一块集成电路芯片实现，各个功能模块之间可以通过总线连接并通过总线实现相互的通信。

所述总线可以是工业标准体系结构(IndustryStandardArchitecture，简称为ISA)总线或外部设备互连(PeripheralComponent，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustryStandardArchitecture，简称为EISA)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线中的一种或多种。

所述报文缓存模块40可以包含高速RAM(RamdomAccessMemory)存储器。可选地，所述报文缓存模块40还可以还包括非易失性存储器(non-volatilememory)。例如所述报文缓存模块40可以包括磁盘存储器。

所述网络处理器20例如可以是一个专用的中央处理器(CentralProcessingUnit，简称为CPU)，或者也可以是特定集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称为ASIC)。

所述重组调度模块10例如可以是一个专用的CPU，或者也可以是ASIC。

所述报文分析模块30例如可以是一个专用的CPU，或者也可以是ASIC。

所述报文编辑模块50例如可以是一个专用的CPU，或者也可以是ASIC。

需要说明的是，在上述的报文存储转发电路的基础上，本发明实施例还提供包括如上所述的报文存储转发电路的存储转发设备。该存储转发设备除了包括如图2所示的上述各个模块外，还可以包括如图1所示的媒体接入控制器(MAC)，输入报文调度模块(IPS)，报文分析模块(英文全称：PacketAnalyser，英文简称：PA)，以及输出报文调度模块(OPS)。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上对本发明实施例所提供的一种报文存储转发方法和电路及设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种报文存储转发方法，其特征在于，所述方法包括：

接收报文的数据单元Cell并存储，所述报文的Cell包括首Cell；

根据所述首Cell获取控制信息，所述控制信息包括所述报文的转发模式；

根据所述报文的转发模式对所述报文进行处理，其中，如果所述报文的转发模式为存储转发，在接收到并已经存储所述报文的全部Cell后，对所述报文进行处理；如果所述报文的转发模式为自适应转发，在接收并存储所述报文的其余Cell的同时，对所述报文进行处理；

在处理完毕后，确认已经接收到并已经存储所述报文的全部Cell后，对所述报文进行转发。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制信息还包括所述报文的输入通道和优先级，所述根据所述报文的转发模式对所述报文进行处理之前还包括：

根据所述报文的输入通道和优先级，将所述报文的首Cell的地址添加到与所述报文的输入通道和优先级对应的输入队列中，以便后续按照所述输入队列的顺序对报文进行调度处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述报文的输入通道和优先级，将所述报文的首Cell的地址添加到与所述报文的输入通道和优先级对应的输入队列中包括：

如果所述转发模式为自适应转发，在接收到所述报文的首Cell并存储后，将所述报文的首Cell的地址加入所述输入队列中；

如果所述转发模式为存储转发，在接收到所述报文的全部Cell并存储后，将所述报文的首Cell的地址加入所述输入队列中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述报文进行转发之前还包括：

以所述报文的首Cell的地址为索引记录所述报文的接收状态信息，所述接收状态信息包括报文结束标志EOP和报文长度PLEN，所述EOP表示所述报文的全部Cell是否都已经被接收，所述PLEN表示所述报文的已接收部分的长度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述报文的转发模式对所述报文进行处理和对所述报文进行转发，包括：

获取所述报文的接收状态信息；

如果所述EOP指示所述报文的全部Cell都已经被接收，根据所述报文的首Cell对所述报文进行转发处理，在处理完毕后，读取已存储的所述报文的全部Cell进行转发；

如果所述EOP指示所述报文中还有部分Cell没有被接收，根据所述报文的首Cell对所述报文进行转发处理，在处理完毕后且等到所述EOP等于1后，读取已存储的所述报文的全部Cell进行转发。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述如果所述EOP指示所述报文中还有部分Cell没有被接收之后还包括：

当处理过程中需要使用所述报文的首Cell之后连续的至少一个Cell时，根据所述PLEN确定已经接收的Cell的个数，判断所述至少一个Cell是否已被接收，若是，则获取所述至少一个Cell。

7.一种报文存储转发电路，其特征在于，包括：

重组调度模块，以及分别与所述重组调度模块连接的报文缓存模块和网络处理器；

所述重组调度模块，用于接收报文的数据单元Cell，对接收到的Cell进行重组，并存储到所述报文缓存模块，所述报文的Cell包括首Cell，根据所述首Cell获取控制信息，所述控制信息包括所述报文的转发模式；

所述重组调度模块，还用于将接收到的所述报文调度给所述网络处理器进行处理；

所述网络处理器，用于根据所述报文的转发模式对所述报文进行处理，其中，如果所述报文的转发模式为存储转发，在所述重组调度模块接收到并已经存储所述报文的全部Cell后，对所述报文进行处理；如果所述报文的转发模式为自适应转发，在所述重组调度模块接收并存储所述报文的其余Cell的同时，对所述报文进行处理；

所述重组调度模块，还用于在所述网络处理器处理完毕后，确认已经接收到并已经存储所述报文的全部Cell后，对所述报文进行转发。

8.根据权利要求7所述的报文存储转发电路，其特征在于，所述控制信息还包括所述报文的输入通道和优先级，所述重组调度模块包括：完整性检查单元和输入队列单元；

所述输入队列单元，用于提供至少一个输入队列，以便所述后续按照所述输入队列的顺序将所述报文调度给所述网络处理器进行处理；

所述完整性检查单元，用于根据所述报文的输入通道和优先级，将所述报文添加到与所述报文的输入通道和优先级对应的输入队列中。

9.根据权利要求8所述的报文存储转发电路，其特征在于，

所述完整性检查单元，具体用于如果所述转发模式为自适应转发，在接收到所述报文的首Cell并存储后，将所述报文的首Cell的地址加入所述输入队列中；如果所述转发模式为存储转发，在接收到所述报文的全部Cell后，将所述报文的首Cell的地址加入所述输入队列中。

10.根据权利要求9所述的报文存储转发电路，其特征在于，

所述重组调度模块还包括：入口资源管理单元，用于以所述报文的首Cell的地址为索引记录所述报文的接收状态信息，所述接收状态信息包括报文结束标志EOP和报文长度PLEN，所述EOP表示所述报文的全部Cell是否都已经被接收，所述PLEN表示所述报文的已接收部分的长度。

11.根据权利要求10所述的报文存储转发电路，其特征在于，所述网络处理器包括：

获取单元，用于获取所述报文的接收状态信息和首Cell；

第一处理单元，用于如果所述EOP指示所述报文的全部Cell都已经被接收，根据所述报文的首Cell对所述报文进行转发处理，在处理完毕后，指示所述重组调度模块读取已存储的所述报文的全部Cell进行转发；

第二处理单元，用于如果所述EOP指示所述报文中还有部分Cell没有被接收，根据所述报文的首Cell对所述报文进行处理，在处理完毕后且等到所述EOP等于1后，指示所述重组调度模块读取已存储的所述报文的全部Cell进行转发转发，或者，在处理完毕后，指示所述重组调度模块读取已存储的所述报文的全部Cell进行转发；

所述重组调度模块，用于读取已存储的所述报文的全部Cell进行转发。

12.根据权利要求11所述的报文存储转发电路，其特征在于，

所述第二处理单元，还用于当处理过程中需要使用所述报文的首Cell之后连续的至少一个Cell时，根据所述PLEN确定已经接收的Cell的个数，判断所述至少一个Cell是否已被接收，若是，则获取所述至少一个Cell。