CN111277514A - 一种报文队列分配方法、报文转发方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种报文队列分配方法、报文转发方法及相关装置，本申请提供的报文队列分配方法中，针对每个网口，判断该网口的收发队列能力值是否不小于转发核的数量；若判断结果为否，则为当前未被分配报文队列的转发核分配该网口的报文队列。通过比较每个网口的收发队列能力与转发核的数量，然后根据比较结果为转发核分配各个网口的报文队列，使得各个转发核都能分配到报文队列，从而解决了现有技术中网络设备在混插网卡时，无法充分利用网络设备中的转发核，导致网络设备的CPU资源的利用率较低的问题。

Description

一种报文队列分配方法、报文转发方法及相关装置

技术领域

本申请涉及计算机通信领域，尤其涉及一种报文队列分配方法、报文转发方法及相关装置。

背景技术

数据面开发套件(Data Plan Develop Kit，DPDK)技术是一种基于数据面的报文处理框架，在网络设备的数据面应用中为数据报文的快速转发提供了一个简单而完善的架构，实现网络设备基于不同速率网卡传输的报文的快速处理。

DPDK能快速转发报文的一个重要原因是收发无锁。DPDK支持的报文处理模型中，包括网卡的接收队列、网卡的发送队列和转发核，在分配报文队列时，初始化队列阶段，每个转发核在每个网口上都分配一对单独的接收队列和发送队列，从而在接收和发送报文时，每个转发核都访问自己的接收队列和发送队列，这样就不会产生并发，也就无需加锁。为了达到这一目的，现有技术中使用的转发核的数量一般会等于网卡支持的收发队列数量(发送队列数量或接收队列数量)。

然而网络设备中一般会存在混插网卡的情况，在该情况下，由于不同的网卡硬件规格不同，支持的最大收发队列数量也可能不一样，导致DPDK能使用的转发核数量受到限制，不能超过混插网卡中最少的收发队列数量，从而导致支持较多收发队列数量的网卡的吞吐量降低；而且当网络设备配置比较多的转发核时，由于用到的转发核数量不超过混插网卡中最少的收发队列数量，从而导致余下的转发核不能被利用，导致CPU资源的浪费。

因此，在网络设备存在混插网卡的场景下，如何充分利用网络设备中的转发核，提高网络设备的CPU资源的利用率是值得考虑的技术问题之一。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种报文队列分配方法、报文转发方法及相关装置，用以解决现有技术中网络设备在混插网卡时，无法充分利用网络设备中的转发核，导致网络设备的CPU资源的利用率较低的问题。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

根据本申请的第一方面，提供一种报文队列分配方法，应用于包含多个网卡和多个转发核的网络设备中，其中，每个网卡包括至少一个网口，且每个网口配置有不超过该网口的收发队列能力值的报文队列，所述多个网卡分别包括的网口的收发队列能力值不完全相同；以及所述方法，包括：

针对每个网口，判断该网口的收发队列能力值是否不小于转发核的数量；

若判断结果为否，则为当前未被分配报文队列的转发核分配该网口的报文队列。

根据本申请的第二方面，提供一种报文转发方法，应用于网络设备的转发核中，所述方法，包括：

所述转发核从为其分配的接收队列中获取报文；

所述转发核将获取的报文转发至为其分配的发送队列中；

其中，所述接收队列和所述发送队列为采用本申请第一方面提供的报文队列分配方法为所述转发核分配的。

根据本申请的第三方面，提供一种报文队列分配装置，设置于包含多个网卡和多个转发核的网络设备中，其中，每个网卡包括至少一个网口，且每个网口配置有不超过该网口的收发队列能力值的报文队列，所述多个网卡分别包括的网口的收发队列能力值不完全相同；以及所述装置，包括：

判断模块，用于针对每个网口，判断该网口的收发队列能力值是否不小于转发核的数量；

报文队列分配模块，用于若所述判断模块的判断结果为否，则为当前未被分配报文队列的转发核分配该网口的报文队列。

根据本申请的第四方面，提供一种报文转发装置，设置于网络设备的转发核中，所述装置，包括：

接收模块，用于接收基于为其分配的接收队列分发的报文；

转发模块，用于将接收到的报文转发至为其分配的发送队列中；

其中，所述接收队列和所述发送队列为采用本申请第一方面提供的报文队列分配方法为所述转发核分配的。

根据本申请的第五方面，提供一种网络设备，包括处理器和机器可读存储介质，机器可读存储介质存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，处理器被机器可执行指令促使执行本申请实施例第一方面所提供的方法，和/或，本申请实施例第二方面所提供的方法。

根据本申请的第六方面，提供一种机器可读存储介质，机器可读存储介质存储有机器可执行指令，在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器执行本申请实施例第一方面所提供的方法，和/或，本申请实施例第二方面所提供的方法。

本申请实施例的有益效果：

通过比较每个网口的收发队列能力与转发核的数量，然后根据比较结果为转发核分配各个网口的报文队列，使得各个转发核都能分配到报文队列，从而解决了现有技术中网络设备在混插网卡时，无法充分利用网络设备中的转发核，导致网络设备的CPU资源的利用率较低的问题。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的一种RTC模型的架构示意图；

图2是本申请一示例性实施例示出的一种报文队列分配方法的流程图；

图3是本申请一示例性实施例示出的一种报文队列(接收队列)分配方法的流程图；

图4是本申请一示例性实施例示出的一种报文队列(发送队列)分配方法的流程图；

图5是本申请一示例性实施例示出的一种报文转发方法的流程图；

图6是本申请一示例性实施例示出的一种报文队列分配装置的框图；

图7是本申请一示例性实施例示出的一种报文转发装置的框图；

图8是本申请一示例性实施例示出的一种网络设备的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相对应的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

为了更好的理解本申请，在此先对本申请涉及的技术术语进行解释：

1、收发队列能力，是指网口的收发队列能力，也称队列对数(Queue Paris，QPs)，其收发队列能力值可以为不超过网口所属网卡支持的最大队列数。一种实现方式下，网卡的多个网口的收发队列能力值之和为上述最大队列数；另一种实现方式中，网卡的多个网口的收发队列能力值可以分别为上述最大队列数，具体根据网卡的实际情况进行选择。

2、报文队列包括发送队列和/或接收队列，假设某网口的收发队列能力值为QPs，则当报文队列包括发送队列或接收队列时，则可以理解为该网口的发送队列或接收队列的数量不超过QPs，一般情况下，该网口的发送队列或接收队列的数量为QPs；当报文队列包括发送队列和接收队列时，则可以理解为发送队列和接收队列各自的数量均不超过QPs，例如，发送队列的数量为QPs，接收队列的数量也为QPs等。实际应用中，发送队列和接收队列是成对出现的，发送队列的数量和接收队列的数量可以相同，但也存在发送队列的数量和接收对列的数量不相同的情况，具体依据实际情况而定；当某个网口的发送队列的数量和接收队列的数量不相同时，获取该网口的发送队列的收发队列能力值与该网口的接收队列的收发队列能力值不同。为了描述方便，本申请后续实施例以发送队列的数量和接收队列的数量相同为例进行说明。

发明人发现，现有技术中，网络设备混插网卡时，DPDK能使用的转发核不能超过报文队列最少的网卡的报文队列数量。例如，网卡1的网口支持2对收发队列，即报文队列数量为2；网卡2的网口支持64对收发队列，即报文队列数量为64；当网卡1和网卡2插在同一网络设备，即网络设备混插网卡时，该网络设备(存在超过2个转发核)只能使用2个转发核，否则多余的转发核在网卡1上没有收发队列支持，但这样一来会导致网卡2多余的收发队列无法使用，造成网卡2的吞吐量会明显降低；另外，该网络设备多余的转发核因不能被使用而造成CPU资源的浪费。

为了解决上述问题，本申请实施例提供一种报文队列分配方法，该方法应用到网卡混插的网络设备中，针对每个网口，判断该网口的收发队列能力值是否不小于转发核的数量；若判断结果为否，则为当前未被分配报文队列的转发核分配该网口的报文队列。由于本申请实施例中，针对每个网口，在为转发核分配报文队列时，是从当前未被分配报文队列的转发核分配的，从而可以保证转发核能够充分利用，避免了CPU资源的浪费；此外，本申请能够将每个网口的报文队列分配给转发核，从而使得网口的吞吐量有所提升。

在介绍本申请提供的报文队列分配方法之前，先介绍下DPDK支持的一种报文处理模型----运行到完成模型(Run-To-Completion Model，RTC)，该RTC模型结构参考图1所示，在该模型中，将基于网卡接收到的报文流依次分发到该网卡的网口的接收队列中，然后任一转发核可以从接收队列中提取报文，然后将提取的报文转发至发送队列中再经网卡发出。也就是说，每一个转发核独立完成网卡接收报文、转发报文和发送报文的全部过程。可知，当各个转发核均有自己的发送队列和接收队列时，可以有效保证报文的快速转发，即，转发核的数量和转发核是否能够操作报文队列(接收队列和发送队列)是保证报文快速转发的关键要素，而本申请实施例提供的是一种报文队列分配方法，通过实施该方法，可以实现网络设备中的转发核和报文队列的充分利用，从而保证了报文的快速转发。

本申请实施例中的网络设备可以包括多个网卡和多个转发核，且每个网卡包括至少一个网口，且每个网口配置有不超过该网口的收发队列能力值的报文队列，多个网卡分别包括的网口的收发队列能力值不完全相同。具体地，本申请实施例中的网络设备可以为网关、路由器、交换机等设备，当然也可以为其他设备，具体根据实际情况而定。

下面对本申请提供的报文队列分配方法进行详细地说明。

参见图2，图2是本申请示出的一种报文队列分配方法的流程图。以将该方法应用到上述网络设备为例进行说明，该方法可包括如下所示步骤：

S21、针对每个网口，判断该网口的收发队列能力值是否不小于转发核的数量；若判断结果为否，则执行步骤S22；若判断结果为是，则执行步骤S23。

具体地，网络设备中转发核的数量、网卡具有几个网口，网卡的类型和各个网口的收发队列能力值均是已经配置好的，故可以确定出转发核的数量和各个网口的收发队列能力值，即，网口支持的最大队列数，可以为最大接收队列数，也可以为最大发送队列数，一般情况下，最大接收队列数和最大发送队列数相同。

S22、为当前未被分配报文队列的转发核分配该网口的报文队列。

可选地，本申请中当前未被分配报文队列的转发核可以理解为未被分别任何网口的报文队列的转发核，也可以理解为未被分配当前执行报文队列分配流程的网口的报文队列的转发核。

S23、将该网口的第一设定数量个报文队列分配给每个转发核，使得每个转发核均有该网口的一个报文队列，其中，所述第一设定数量与转发核的数量相同。

具体地，当混插网卡的网络设备中包括多个转发核和3种类型不同的网卡，且每个网卡包括至少一个网口，且各个网口的收发队列能力值不完全相同时，针对第1个网口，若判断出第1个网口的收发队列能力QPs1小于转发核的数量时，则确定当前未被分配报文队列的转发核，然后将第1个网口的报文队列分配给上述确定出的转发核；然后再判断第2个网口的收发队列能力QPs2是否不小于转发核的数量，若小于，则再次确定当前未被分配报文队列的转发核，然后将第2个网口的报文队列分配给当前未被分配报文队列的转发核，以此类推，从而有效保证了各个转发核的高效利用，而且也尽可能的使得各个网口的报文队列的较大利用，进而提升网口所属网卡的吞吐量。

当第3个网口的收发队列能力值QPs3不小于转发核的数量时，则将第3个网口的报文队列一一分配给各个转发核，使得各个转发核均有第3个网口的报文队列，从而不仅保证了各个转发核的高效利用，而且也尽可能的使得网口的报文队列的较大利用，进而提升网口所属网卡的吞吐量。

基于此，通过比较每个网口的收发队列能力与转发核的数量，然后根据比较结果为转发核分配各个网口的报文队列，使得各个转发核都能分配到报文队列，从而解决了现有技术中网络设备在混插网卡时，无法充分利用网络设备中的转发核，导致网络设备的CPU资源的利用率较低的问题。

可选地，在实施步骤S22时，可以按照下述过程执行：将该网口的报文队列分配给当前未被分配报文队列的转发核中第二设定数量个转发核，使得第二设定数量个转发核中的每个转发核均有该网口的一个报文队列，其中，第二设定数量与该网口的收发队列能力值相同。

具体地，针对第1个网口，假设其收发队列能力值QPs1为2，转发核数量为8个，则可以判断出第1个网口的QPs1小于转发核的数量8，则表明网络设备配置了较多的转发核，则确定当前未被分配的报文队列的转发核，假设8个转发核都未分配，则将第1个网口的2个报文队列分别分配给2个转发核，使得这2个转发核分别具有第1个网口的一个报文队列；然后继续判断第2个网口的收发队列能力值QPs2是否不小于转发核的数量，假设第2个网口的QPs2为4，则可以判断出第2个网口的QPs2小于8，则当前未被分配报文队列的转发核有6个，则从这6个转发核中选择4个转发核，然后将第2个网口的4个报文队列一一分配给选择出的4个转发核，使得这4个转发核均摊第2个网口的4个报文队列，以此类推，这样可以使得该网络设备的各个转发核尽可能分配有报文队列，由此实现了转发核的充分利用。

当第3个网口的收发队列能力值QPs3(QPs3＝16)不小于转发核的数量(8)时，则将第3个网口中8个报文队列一一分配给8个转发核，使得8个转发核均有第3个网口的一个报文队列。

基于上述任一实施例，本申请实施例提供的报文队列分配方法，还包括：在当前未被分配报文队列的转发核的数量小于该网口的收发队列能力值时，则将该网口的第三设定数量个报文队列分配给当前未被分配报文队列的转发核，其中，第三设定数量与当前未被分配报文队列的转发核的数量相同；将第四设定数量个报文队列随机分配给未被分配该网口的报文队列的转发核，其中，第四设定数量为该网口的收发队列能力值与第三设定数量的差值。

具体地，当第4个网口的收发队列能力值QPs4为4，转发核数量还为8时，易得出QPs4小于转发核的数量，则由于第1、2个网口的报文队列已分别分配给6个转发核，还有2个转发核未被分配报文队列，即此时确定当前未被分配报文队列的转发核的数量为2，则将第4个网口中2个报文队列分配给上述确定出的2个转发核，然后将第4个网口余下的2个报文队列随机分配给除这2个转发核之外的6个转发核中的任两个，这样，可以使得第4个网口的4个报文队列可以分配给4个转发核。

可选地，基于上述任一实施例，本申请中的报文队列可以包括发送队列和/或接收队列。

一种可能的实施方式中，当报文队列为接收队列时，在网口的收发队列能力小于转发核的数量时，则将该网口的接收队列按照上述描述方法分配给转发核后，可能会存在若干个转发核未被分配该网口的接收队列，此时不做任何处理，即多余的转发核不配置该网口的接收队列，实现一个转发核对应一个网口的接收队列，这样可以防止多个转发核共用一个接收队列的情况，进而避免了数据并发。当然，如果实际有需要同一接收队列被多个转发核共用时，本申请也可以实现任一接收队列被分配给多个转发核这一功能。

一种可能的实施方式中，当报文队列为发送队列时，则在实施将该网口的报文队列分配给所述当前未被分配报文队列的转发核中第二设定数量个转发核之后，本申请实施例提供的报文队列分配方法，还包括：将该网口剩余的发送队列轮询分配给未配置该网口的发送队列的转发核。

具体地，在实施将该网口的报文队列分配给当前未被分配报文队列的转发核中第二设定数量个转发核的前提是，网口的收发队列能力值小于转发核的数量，此时，为了充分利用转发核，可以将该网口剩余的发送队列轮询分配给为配置该网口的发送队列的转发核；具体实施时，假设第5个网口的收发队列能力值QPs5小于转发核的数量，假设QPs5＝4，则可以将第5个网口的4个发送队列一一分配给4个转发核，然后遍历剩余的转发核，将第5个网口的4个发送队列轮询分配给剩余(转发核的数量-QPs5)的4个转发核，这样虽然存在数据并发，但是可以保证转发核的充分利用，而且也可以保证第5个网口所属网卡的吞吐量。

基于上述任一实施例，本申请中的每个网口的发送队列具有发送队列标识，每个网口的接收队列具有接收队列标识，以及每个转发核具有转发核标识；本申请实施例提供的报文队列分配方法，还包括：

针对每一转发核，根据为该转发核分配的发送队列的发送队列标识和该转发核的转发核标识，记录该转发核与分配的发送队列的对应关系；

根据为该转发核分配的接收队列的接收队列标识和该转发核的转发核标识，记录该转发核与分配的接收队列之间的对应关系。

在针对每个网口实施上述任一实施例提供的报文队列分配流程之后，可以实施记录对应关系流程，这样可以基于记录的对应关系，确定当前未被分配报文队列的转发核，以及当前还为执行报文队列分配的网口，从而可以快速遍历完各个网口。

具体地，转发核标识可以为转发核ID，发送队列标识和接收队列标识可以根据网卡来配置，由于不同网卡有不同标识，则发送队列标识可以为网卡标识、网口标识、TxQ ID组合而成，接收队列标识可以为网卡标识、网口标识、RxQ ID组合而成，其中同一网口，不同的发送队列对应的TxQ ID不同，以及不同接收队列对应的RxQ ID也不同。当然，还可以采用其他方法来配置转发核标识、发送队列标识和接收队列标识，旨在保证各个转发核的标识不同、各个发送队列标识和各个接收队列标识不同。

为了更好地理解本申请提供的报文队列分配方法，接下来分别介绍报文队列为发送队列，和，报文队列为接收队列时的队列分配方法，参考图3和图4所示。为了方便描述，图3和图4的实施例应用于混插了3种类型的网卡为例进行说明，且该网络设备包括8个转发核，三种网卡分别为网卡1、网卡2和网卡3，为了方便描述，各个网卡仅包括1个网口，且网卡1的网口A的收发队列能力值为2，即网口A支持的最大队列数为2个，后续以网口A配置有2个发送队列和2个接收队列为例进行说明；网卡2的网口B的收发队列能力值为4，即网口B支持的最大队列数为4个，后续以网口B配置有4个发送队列和4个接收队列为例进行说明；网卡3的网口C的收发队列能力值为8，即网口C支持的最大队列数为4个，后续以网口C配置有8个发送队列和8个接收队列为例进行说明。其中，8个转发核的转发核标识分别为转发核ID0～转发核ID7，网口A的2个发送队列的发送队列标识分别为型号1 TxQ ID0～型号1 TxQ ID1，网口A的2个接收队列的接收队列标识分别为型号1 RxQ ID0～型号1 RxQ ID1；网口B的4个发送队列的发送队列标识分别为型号2 TxQ ID0～型号2 TxQ ID3，网口B的4个接收队列的接收队列标识分别为型号2 RxQ ID0～型号2 RxQ ID3；网口C的8个发送队列的发送队列标识分别为型号3 TxQ ID0～型号3 TxQ ID7，网口C的8个接收队列的接收队列标识分别为型号3 RxQ ID0～型号3 RxQ ID7，且型号1、型号2和型号3分别为网卡1、网卡2和网卡3的网卡标识。接下来以此为例来介绍图3和图4分别所示的报文队列分配方法。

图3为本申请实施例提供的一种报文队列(接收队列)分配方法的流程图，包括以下步骤：

S31、网络设备确定其内转发核的数量和各个网口的收发队列能力值。

具体实施时，基于上述描述，网络设备可以确定出转发核的数量为8，记为N＝8，网口A、网口B和网口C的收发队列能力值分别为2、4和8，记为QPsA＝2，QPsB＝4，QPsC＝8。

S32、针对每个网口，网络设备判断该网口的收发队列能力值是否不小于转发核的数量，若判断结果为否，则执行步骤S33；若判断结果为是，则执行步骤S34。

S33、网络设备为当前未被分配接收队列的转发核分配该网口的接收队列。

具体地，以当前首次为转发核分配接收队列为例进行说明，则当前未被分配接收队列的转发核为所有转发核；针对网口A，可以判断出N>QPsA，则执行步骤S33，即:将网口A的2个接收队列(标识分别为型号1 RxQ ID0和型号1 RxQ ID1)随机分配给2个转发核，假设随机分配给转发核ID0和转发核ID1对应的转发核，此时多余的转发核(转发核ID2～转发核ID7)不分配网口A的接收队列，这样可以防止数据并发，即防止出现多个转发核访问同一个接收队列的情况。在为上述2个转发核分配网口A的接收队列后，可以基于转发核的转发核标识和接收队列标识，记录转发核与为其分配的接收队列之间的对应关系，参考表1所示。

针对网口B，可以判断出N>QPsB，则同样执行步骤S33，即:可以确定出当前未被分配接收队列的转发核有6个，标识分别为转发核ID2～转发核ID7，则从中选择4个转发核，例如，选择出的4个转发核的转发核标识分别为转发核ID2～转发核ID5，则将网口B的4个接收队列分别分配给选择出的4个转发核，即型号2 RxQ ID0～型号2 RxQ ID3对应的接收队列分别分配给转发核ID2～转发核ID5对应的转发核，同样多余的转发核不再分配网口B的接收队列，在为上述4个转发核分配网口B的接收队列后，可以基于转发核的转发核标识和接收队列标识，记录转发核与为其分配的接收队列之间的对应关系，参考表1所示。

S34、网络设备将该网口的第一设定数量个接收队列分配给每个转发核，使得每个转发核均有该网口的一个接收队列，其中，所述第一设定数量与转发核的数量相同。

针对网口C，可以确定出N＝QPsC，则执行步骤S34，即：将网口C的8个接收队列一一分配给8个转发核，即型号3 RxQ ID0～型号3 RxQ ID7对应的接收队列分别分配给转发核ID0～转发核ID7对应的转发核，在为上述8个转发核分配网口C的接收队列后，可以基于转发核的转发核标识和接收队列标识，记录转发核与为其分配的接收队列之间的对应关系还参考表1所示。

表1

转发核ID	0	1	2	3	4	5	6	7
									型号1 RxQ ID	0	1	-	-	-	-	-	-
型号2 RxQ ID	-	-	0	1	2	3	-	-
									型号3 RxQ ID	0	1	2	3	4	5	6	7

此时，若网卡4存在有16个接收队列的网口D时，则基于步骤S34，将网口D中随机的8个接收队列一一分配给8个转发核，例如，网卡4的网卡标识为型号4，则将型号4 RxQ ID0～型号4 RxQ ID7对应的接收队列一一分配给转发核ID0～转发核ID7对应的转发核，网口D剩余的接收队列不再使用。

通过实施图3的流程，实现了网络设备中8个转发核均有自己的接收队列，即网络设备能够使用的转发核的数量不再依靠收发队列能力值最小的网口的最大队列数，从而实现了转发核的充分利用，提高了CPU的资源利用率；此外，对于接收队列较多的网口，转发核不再受限于接收队列较少的网口的最大队列数，超过最大队列数的转发核也可以被分配接收队列较多的网口的接收队列，这样不仅充分利用了转发核，而且使得接收队列较多的网口的吞吐量有很大提升。

基于上述任一实施例，请参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种报文队列(发送队列)分配方法的流程图，包括以下步骤：

S41、网络设备确定其内转发核的数量和各个网口的收发队列能力值。

本步骤的实施可以参考步骤S31的描述，此处不再详细赘述。

S42、针对每个网口，网络设备判断该网口的收发队列能力值是否不小于转发核的数量，若判断结果为否，则执行步骤S43；若判断结果为是，则执行步骤S45。

S43、网络设备为当前未被分配发送队列的转发核分配该网口的发送队列。

具体地，还以当前首次为转发核分配发送队列为例进行说明，则网络设备中当前未被分配发送队列的转发核为所有转发核。则针对网口A，可以判断出N>QPsA，则执行步骤S43，即:将网口A的2个发送队列(标识分别为型号1 TxQ ID0和型号1 TxQ ID1)分配给2个转发核，例如分配给转发核ID0和转发核ID1对应的转发核。

针对网口B，同样可以判断出N>QPsB，则同样执行步骤S43，即:由于针对网口A执行了步骤S43和S44，可以确定出当前没有未被分配发送队列的转发核，则确定当前未被分配网口B的发送队列的转发核有8个，则将网口B的4个发送队列(标识分别为型号2 TxQ ID0和型号2 TxQ ID3)分配给当前未被分配网口B的发送队列的8转发核中的任意4个，例如，分配给转发核ID0～转发核ID3。

S44、网络设备将该网口剩余的发送队列轮询分配给未配置该网口的发送队列的转发核。

具体地，针对网口A，执行步骤S43之后，还剩余6个转发核未被分配网口A的发送队列，则此时遍历这6个转发核，然后将网口A的2个发送队列轮询分配给这6个转发核，如将网口A的2个发送队列再分配给转发核ID2和转发核ID3对应的转发核；以及将网口A的2个发送队列再分配给转发核ID4和转发核ID5对应的转发核，再次遍历，将网口A的2个发送队列再分配给转发核ID6和转发核ID7对应的转发核，遍历结束。在为上述8个转发核分别分配网口A的发送队列后，可以基于转发核的转发核标识和发送队列标识，记录转发核与为其分配的发送队列之间的对应关系，参考表2所示。

针对网口B，执行步骤S43之后，还剩余4个转发核未被分配网口B的发送队列，则此时遍历这4个转发核，然后将网口B的4个转发核一一分配给余下的4个转发核，即，将网口B的4个发送队列一一分配给转发核ID4～转发核ID7对应的转发核。通过实施步骤S43和S44，在为上述8个转发核分别分配网口B的发送队列后，可以基于转发核的转发核标识和发送队列标识，记录转发核与为其分配的发送队列之间的对应关系，参考表2所示。

S45、网络设备将该网口的第一设定数量个发送队列分配给每个转发核，使得每个转发核均有该网口的一个发送队列，其中，所述第一设定数量与转发核的数量相同。

针对网口C，可以判断出N＝QPsC，则执行步骤S45，即，将网口C的8个发送队列一一分配给8个转发核，即，型号3 TxQ ID0～型号3 TxQ ID7对应的接收队列分别分配给转发核ID0～转发核ID7对应的转发核。在为上述8个转发核分别分配网口C的发送队列后，可以基于转发核的转发核标识和发送队列标识，记录转发核与为其分配的发送队列之间的对应关系，参考表2所示。

表2

此时，若存在具有16个发送队列的网口D时，则基于步骤S45，只能将网口D的8个发送队列一一分配给8个转发核，网口D余下的发送队列不再使用。

通过实施图4所示的流程，当多个转发核共用一个发送队列时，则需要用到队列加锁，对于发送队列较少的网口，虽然存在多个转发核共用一个发送队列的情况，但共用发送队列加锁产生的性能损失被多余转发核带来的性能提升进行了抵消，不会影响这类网口的吞吐量；但对于发送队列较多的网口，转发核不再受限于队列较少的网口的最大队列数，超过最大队列数的转发核也可以有发送队列较多的网口的发送队列，这样不仅充分利用了转发核，而且使得发送队列较多的网口的吞吐量有很大提升。

基于上述任一实施例，本申请实施例还提供了一种报文转发方法，其流程图如图5所示，该方法应用于网络设备的转发核中，转发核实施报文转发方法的步骤包括：

S51、转发核接收基于为其分配的接收队列分发的报文。

S52、转发核将接收到的报文转发至为其分配的发送队列中。

具体实施时，结合图1进行说明，网络设备基于网卡接收到报文流时，依据接收报文流的网口，将报文流中的各个报文依次分发至网口对应的接收队列中。然后网络设备基于接收队列与转发核之间的对应关系，将接收队列中的报文分发给对应的转发核，然后转发核再基于转发核与发送队列之间的对应关系，将接收到的报文转发至为其分配的发送队列中，然后再经网卡向外发送。例如，网络设备基于网口A接收报文流，然后将报文流中的报文依次分发至网口A对应的2个接收队列中；网络设备再基于接收队列与转发核之间的对应关系，参考表1所示，则将型号1 RxQ ID0对应的接收队列中的报文分发至转发核ID0对应的转发核，然后转发核ID0对应的转发核依据转发核与发送队列之间的对应关系，参考表2所示，由于转发核ID0对应的发送队列有3个，即，型号1 TxQ ID0、型号2 TxQ ID0和型号3 TxQID0分别对应的发送队列，则可以选择任意一个发送队列，如型号1 TxQ ID0，则可以将接收到的报文转发至型号1 TxQ ID0对应的发送队列，再经由该发送队列和网卡将该报文对外发送。至此完成了报文的转发，由于本申请实施例在进行报文转发涉及的转发核的发送队列和接收是基于本申请提供的报文队列分配方法为转发核分配的，使得转发核均对应各个网口的发送队列和接收队列，报文队列无需加锁，从而可以实现报文的快速转发。

基于同一发明构思，本申请还提供了一种报文队列分发装置。由于报文队列分发装置的实施与本申请上述任一实施例提供的报文队列分发方法的实施过程类似，在此不再重复赘述。

如图6所示，图6为本申请一示例性实施例示出的一种报文队列分配装置的结构示意图，该报文队列分配装置设置于包含多个网卡和多个转发核的网络设备中，其中，每个网卡包括至少一个网口，且每个网口配置有不超过该网口的收发队列能力值的报文队列，所述多个网卡分别包括的网口的收发队列能力值不完全相同；以及该装置，包括

判断模块61，用于针对每个网口，判断该网口的收发队列能力值是否不小于转发核的数量；

报文队列分配模块62，用于若所述判断模块61的判断结果为否，则为当前未被分配报文队列的转发核分配该网口的报文队列。

可选地，上述报文队列分配模块62，还用于若所述判断模块61的判断结果为是，则将该网口的第一设定数量个报文队列分配给每个转发核，使得每个转发核均有该网口的一个报文队列，其中，所述第一设定数量与转发核的数量相同。

一种可能的实施方式中，上述报文队列分配模块62，具体用于将该网口的报文队列分配给所述当前未被分配报文队列的转发核中第二设定数量个转发核，使得所述第二设定数量个转发核中的每个转发核均有该网口的一个报文队列，其中，所述第二设定数量与该网口的收发队列能力值相同。

一种可能的实施方式中，所述报文队列包括发送队列和/或接收队列。

一种可能的实施方式中，当所述报文队列包括发送队列时，本申请实施例提供的报文队列分配装置，还包括：轮询分配模块63，其中：

轮询分配模块63，用于在上述报文队列分配模块62将该网口的报文队列分配给所述当前未被分配报文队列的转发核中第二设定数量个转发核之后，将该网口剩余的发送队列轮询分配给未配置该网口的发送队列的转发核。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种报文转发装置，其装置的实施与本申请提供的报文转发方法的实施过程类似，此处不再一一赘述。

参见图7，图7是本申请一示例性实施例示出的一种报文转发装置的结构示意图，该报文转发装置设置于网络设备的转发核中；以及该报文转发装置，包括：

接收模块71，用于接收基于为其分配的接收队列分发的报文；

转发模块72，用于将接收到的报文转发至为其分配的发送队列中；

其中，所述接收队列和所述发送队列为采用本申请上述任一实施例提供的报文队列分配方法为所述转发核分配的。

本申请实施例还提供了一种网络设备，如图8所示，包括处理器801和机器可读存储介质802，机器可读存储介质802存储有能够被处理器801执行的机器可执行指令，处理器801被机器可执行指令促使执行本申请实施例所提供的报文队列分配方法，和/或，报文转发方法。

上述机器可读存储介质可以包括RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，也可以包括NVM(Non-volatile Memory，非易失性存储器)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，机器可读存储介质还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。上述处理器可以是通用处理器，包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、NP(NetworkProcessor，网络处理器)等；还可以是DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本申请实施例中，处理器801通过读取机器可读存储介质802中存储的机器可执行指令，被机器可执行指令促使能够实现：针对每个网口，判断该网口的收发队列能力值是否不小于转发核的数量；若判断结果为否，则为当前未被分配报文队列的转发核分配该网口的报文队列。和/或，能够实现：接收基于为其分配的接收队列分发的报文；将接收到的报文转发至为其分配的发送队列中。

另外，本申请实施例提供了一种机器可读存储介质，机器可读存储介质存储有机器可执行指令，在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器执行本申请实施例所提供的报文队列分配方法，和/或，报文转发方法。

本申请实施例中，机器可读存储介质在运行时执行本申请实施例所提供的报文队列分配方法，和/或，报文转发方法的机器可执行指令，因此能够实现：针对每个网口，判断该网口的收发队列能力值是否不小于转发核的数量；若判断结果为否，则为当前未被分配报文队列的转发核分配该网口的报文队列。和/或，能够实现：接收基于为其分配的接收队列分发的报文；将接收到的报文转发至为其分配的发送队列中。

对于网络设备以及机器可读存储介质实施例而言，由于其涉及的方法内容基本相似于前述的方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种报文队列分配方法，其特征在于，应用于包含多个网卡和多个转发核的网络设备中，其中，每个网卡包括至少一个网口，且每个网口配置有不超过该网口的收发队列能力值的报文队列，所述多个网卡分别包括的网口的收发队列能力值不完全相同；以及所述方法，包括：

针对每个网口，判断该网口的收发队列能力值是否不小于转发核的数量；

若判断结果为否，则为当前未被分配报文队列的转发核分配该网口的报文队列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

若判断结果为是，则将该网口的第一设定数量个报文队列分配给每个转发核，使得每个转发核均有该网口的一个报文队列，其中，所述第一设定数量与转发核的数量相同。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为当前未被分配报文队列的转发核分配该网口的报文队列，包括：

将该网口的报文队列分配给所述当前未被分配报文队列的转发核中第二设定数量个转发核，使得所述第二设定数量个转发核中的每个转发核均有该网口的一个报文队列，其中，所述第二设定数量与该网口的收发队列能力值相同。

4.根据权利要求1～3任一所述的方法，其特征在于，所述报文队列包括发送队列和/或接收队列。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述报文队列包括发送队列时，在将该网口的报文队列分配给所述当前未被分配报文队列的转发核中第二设定数量个转发核之后，还包括：

将该网口剩余的发送队列轮询分配给未配置该网口的发送队列的转发核。

6.一种报文转发方法，其特征在于，应用于网络设备的转发核中，所述方法，包括：

所述转发核接收基于为其分配的接收队列分发的报文；

所述转发核将接收到的报文转发至为其分配的发送队列中；

其中，所述接收队列和所述发送队列为采用权利要求4所述的报文队列分配方法为所述转发核分配的。

7.一种报文队列分配装置，其特征在于，设置于包含多个网卡和多个转发核的网络设备中，其中，每个网卡包括至少一个网口，且每个网口配置有不超过该网口的收发队列能力值的报文队列，所述多个网卡分别包括的网口的收发队列能力值不完全相同；以及所述装置，包括：

判断模块，用于针对每个网口，判断该网口的收发队列能力值是否不小于转发核的数量；

报文队列分配模块，用于若所述判断模块的判断结果为否，则为当前未被分配报文队列的转发核分配该网口的报文队列。

8.一种报文转发装置，其特征在于，设置于网络设备的转发核中，所述装置，包括：

接收模块，用于接收基于为其分配的接收队列分发的报文；

转发模块，用于将接收到的报文转发至为其分配的发送队列中；

其中，所述接收队列和所述发送队列为采用权利要求4所述的报文队列分配方法为所述转发核分配的。

9.一种网络设备，其特征在于，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器被所述机器可执行指令促使执行权利要求1-5任一项所述的报文队列分配方法，和/或，权利要求6所述的报文转发方法。

10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器执行权利要求1-5任一项所述的报文队列分配方法，和/或，权利要求6所述的报文转发方法。

Images