CN112929183B - 智能网卡、报文传输方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种智能网卡、报文传输方法、装置、设备及存储介质，涉及网络设备领域，可应用于云计算或云领域的数据中心。智能网卡包括第一芯片和第二芯片，第一芯片与物理机端通讯，第二芯片与网络端通讯，其中，第一芯片和第二芯片之间通过高速串行总线交换器通讯。根据本公开的技术方案，在智能网卡对网络数据流进行处理的过程中，无需CPU参与处理，从而降低了对CPU的性能要求，并且可以提高对网络数据流的处理效率。

Description

智能网卡、报文传输方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本公开涉及网络设备技术领域，尤其涉及智能网卡、报文传输方法、装置及存储介质。

背景技术

相关技术中，智能网卡在接收或发送网络报文的过程中，均需要智能网卡的CPU(central processing unit，中央处理器)参与报文处理。基于此，将会提高智能网卡对CPU的性能要求，致使CPU有限的性能成为智能网卡***的性能瓶颈。

发明内容

本公开提供了一种智能网卡、报文传输方法、装置、设备及存储介质。

根据本公开的一方面，提供了一种智能网卡，包括第一芯片和第二芯片，第一芯片与物理机端通讯，第二芯片与网络端通讯，其中，第一芯片和第二芯片之间通过高速串行总线交换器通讯。

根据本公开的一方面，提供了一种智能网卡的报文传输方法，包括：

通过第一芯片从物理机端读取网络报文，并将网络报文写入存储模块；

通过高速串行总线交换器向第二芯片发送第一报文传输通知；

通过第二芯片从存储模块读取网络报文，并将第一目标网络报文传输至网络端。

根据本公开的另一方面，提供了一种智能网卡的报文传输方法，包括：

通过第二芯片从网络端接收网络报文，并将第二目标网络报文写入存储模块；

通过高速串行总线交换器向第一芯片发送第二报文传输通知；

通过第一芯片从存储模块读取第二目标网络报文，并将第二目标网络报文传输至物理机端。

根据本公开的另一方面，提供了一种智能网卡的报文传输装置，包括：

网络报文读取和写入模块，用于通过第一芯片从物理机端读取网络报文，并将网络报文写入存储模块；

第一报文传输通知发送模块，用于通过高速串行总线交换器向第二芯片发送第一报文传输通知；

第一目标网络报文传输模块，用于通过第二芯片从存储模块读取网络报文，并将第一目标网络报文传输至网络端。

根据本公开的另一方面，提供了一种智能网卡的报文传输装置，包括：

网络报文读取和写入模块，用于通过第二芯片读取网络报文，并将第二目标网络报文写入存储模块；

第二报文传输通知发送模块，用于通过高速串行总线交换器向第一芯片发送第二报文传输通知；

第二目标网络报文传输模块，用于通过第一芯片从存储模块读取第二目标网络报文，并将第二目标网络报文传输至物理机端。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行本公开任一实施例中的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，该计算机指令用于使计算机执行本公开任一实施例中的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本公开任一实施例中的方法。

根据本公开的技术方案，在智能网卡对网络数据流进行处理的过程中，无需CPU参与处理，从而降低了对CPU的性能要求，并且可以提高对网络数据流的处理效率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1是根据本公开一方面实施例的智能网卡的示意图；

图2是根据本公开另一方面实施例的智能网卡的报文传输方法的流程图；

图3是根据本公开另一方面实施例的调用第一芯片读取并写入网络报文的具体流程图；

图4是根据本公开另一方面实施例的调用第二芯片读取网络报文并发送第一目标网络报文的具体流程图；

图5是根据本公开另一方面实施例的智能网卡的报文传输方法的流程图；

图6是根据本公开另一方面实施例的调用第二芯片读取并写入网络报文的具体流程图；

图7是根据本公开另一方面实施例的调用第一芯片读取并发送第二目标网络报文的具体流程图；

图8是根据本公开另一方面实施例的智能网卡的报文传输装置的示意图；

图9是根据本公开另一方面实施例的智能网卡的报文传输装置的示意图；

图10是用来实现本公开实施例的智能网卡的报文传输方法的电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

智能网卡已成为云计算领域至关重要的基础设备。智能网卡可以完成网络虚拟化的转换工作，以使裸金属服务器或虚拟机的用户可以像使用普通网卡一样使用智能网卡。应用于云计算场景的智能网卡，其内部通常设有一个CPU和至少一个其他芯片，CPU与各个芯片之间采用高速串行总线连接。

相关技术中，设有一个CPU和两个其他芯片的智能网卡，针对网络数据流通常采用以下处理方法。

在智能网卡发送网络报文的过程中，智能网卡对网络报文的处理方法包括：服务器CPU上的应用程序向第一芯片发送网络报文发送请求，其中，网络报文存储于服务器存储器中；第一芯片接收到网络报文发送请求后，利用DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问)从服务器存储器中读取网络报文，并利用DMA将网络报文写入智能网卡存储模块的第一芯片接收队列中；智能网卡CPU上的虚拟交换机软件驱动第一芯片，以使第一芯片在智能网卡存储模块的第一芯片接收队列中读取网络报文，并执行报文处理；智能网卡CPU上的虚拟交换机软件驱动第二芯片，以使第二芯片提交修改后的网络报文发送请求，并将网络报文写入智能网卡存储模块的第二芯片发送队列；第二芯片接收修改后的网络报文发送请求后，利用DMA从智能网卡存储模块的第二芯片发送队列中读取修改后的网络报文，并发送至网络端。

在智能网卡接收网络报文的过程中，智能网卡对网络报文的处理方法包括：第二芯片从网络端接收网络报文，并利用DMA将网络报文写入智能网卡存储模块的第二芯片接收队列；智能网卡CPU上的虚拟交换机软件驱动第二芯片，以使第二芯片从智能网卡存储模块的第二芯片接收队列中读取网络报文，并执行报文处理；智能网卡CPU上的虚拟交换机软件驱动第一芯片，以使第一芯片提交修改后的网络报文发送请求，并将网络报文写入智能网卡存储模块的第一芯片发送队列；第一芯片接收到修改后的网络报文发送请求后，利用DMA从智能网卡存储模块的第一芯片发送队列中读取修改后的网络报文，并利用DMA向服务器存储器中写入修改后的网络报文；服务器CPU上的应用程序驱动第一芯片，以使第一芯片在服务器存储器中读取到修改后的网络报文。

由此可见，在上述相关技术中，智能网卡在接收或发送网络报文的过程中，均需要智能网卡的CPU参与报文处理，由此，将会提高对CPU的性能要求，致使CPU有限的性能成为智能网卡的性能瓶颈。

基于相关技术中存在的上述问题，本公开实施例提供了一种智能网卡。

如图1所示，本公开实施例的智能网卡包括第一芯片和第二芯片，第一芯片与物理机端通讯，第二芯片与网络端通讯，其中，第一芯片和第二芯片之间通过高速串行总线交换器通讯。

示例性地，第一芯片和第二芯片可以为FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)芯片。可以理解的是，FPGA芯片是在PAL(Programmable ArrayLogic，可编程阵列逻辑)、GAL(Generic Array Logic，通用阵列逻辑)等可编程器件的基础上进一步发展的产物。FPGA芯片可以作为ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)领域中的一种半定制电路，既可以解决定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

进一步地，第一芯片和第二芯片的基本结构可以包括可编程输入输出单元、可配置逻辑块、数字时钟管理模块、嵌入式块RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、布线资源、内嵌专用硬核以及底层内嵌功能单元等。

示例性地，物理机端可以为服务器，例如可以为裸金属服务器、计算型服务器等其他服务器，第一芯片与物理机端之间可以通过高速串行总线通讯。此外，网络端可以为以太网。

在一个具体示例中，如图1所示，物理机端可以为服务器，且服务器包括服务器存储器和服务器CPU。在服务器从智能网卡接收网络报文的过程中，服务器CPU调用智能网卡的第一芯片，以使第一芯片将网络报文直接写入服务器存储器中。在服务器向智能网卡发送网络报文的过程中，服务器CPU向第一芯片发送网络报文发送请求，以驱动第一芯片从服务器存储器中读取网络报文。

示例性地，高速串行总线交换器可以为集成于第一芯片或第二芯片的高速串行收发器。例如，高速串行收发器可以为吉比特收发器(Gigabit Transceiver with LowPower，GTP)，吉比特收发器为集成于第一芯片或第二芯片内的可配置硬核资源，可实现数据的串行转换以及并行转换，并且可以供第一芯片和第二芯片实现点对点的通信交互。

在一个示例中，在智能网卡发送网络报文的过程中，第一芯片接收来自物理机端的网络报文发送请求后，从物理机端的服务器存储器中读取网络报文并将网络报文写入智能网卡的存储模块中，然后通过高速串行总线交换器直接向第二芯片发送第一报文传输通知。响应于第一报文传输通知，第二芯片从存储模块中读取网络报文，并对网络报文执行报文处理以生成第一目标网络报文，最终将第一目标网络报文发送至网络端。

在另一个示例中，在智能网卡接收网络报文的过程中，第二芯片从网络端接收网络报文后，对网络报文进行报文处理，并将生成的第二目标网络报文写入智能网卡的存储模块中，然后通过高速串行总线交换器直接向第一芯片发送第二报文传输通知。响应于第二报文传输通知，第一芯片从存储模块中读取第二目标网络报文，并将第二目标网络报文发送至物理机端。

根据本公开实施例的智能网卡，通过在第一芯片和第二芯片之间设置高速串行总线交换器，可以使第一芯片和第二芯片直接通信，例如在智能网卡发送网络报文的过程中，第一芯片可以通过高速串行总线交换器直接向第二芯片发送第一报文传输通知，以使第二芯片直接读取并发送网络报文至网络端；又例如，在智能网卡接收网络报文的过程中，第二芯片可以通过高速串行总线交换器直接向第一芯片发送第二报文传输通知，以使第一芯片读取并发送网络报文至物理机端。由此，可以简化智能网卡处理网络数据流的过程，并且无需智能网卡的CPU参与网络数据流的处理。因此，根据本公开实施例的智能网卡，可以提高智能网卡对网络数据流的处理效率，并且可以降低对智能网卡CPU的性能要求。

在一种实施方式中，第一芯片或第二芯片具有报文处理模块，报文处理模块用于对网络报文执行报文处理。

示例性地，报文处理模块用于对网络报文执行封装、路由、报头修改等操作，以生成传输至网络端的第一目标网络报文，或者生成传输至物理机端的第二目标网络报文。

在一个具体示例中，报文处理模块集成于第一芯片。

在智能网卡发送网络报文的过程中，第一芯片从物理机端读取网络报文后，利用报文处理模块对网络报文执行报文处理，以生成第一目标网络报文，并将第一目标网络报文写入至存储模块。第一芯片利用高速串行总线交换器向第二芯片发送第一报文传输通知。响应于第一报文传输通知，第二芯片从存储模块读取第一目标网络报文并发送至网络端。

在智能网卡接收网络报文的过程中，第二芯片从网络端接收网络报文后，将网络报文写入至存储模块，并利用高速串行总线交换器向第一芯片发送第二报文传输通知。响应于第二报文传输通知，第一芯片从存储模块读取网络报文，并利用报文处理模块对网络报文执行报文处理，以生成第二目标网络报文，并将第二目标网络报文发送至物理机端。

在另一个具体示例中，报文处理模块集成于第二芯片。

在智能网卡发送网络报文的过程中，第一芯片从物理机端读取网络报文后，将网络报文写入存储模块，并利用高速串行总线交换器向第二芯片发送第一报文传输通知。响应于第一报文传输通知，第二芯片从存储模块读取网络报文，并利用报文处理模块对网络报文执行报文处理，以生成第一目标网络报文，并将第一目标网络报文发送至网络端。

在智能网卡接收网络报文的过程中，第二芯片从网络端接收网络报文后，利用报文处理模块对网络报文执行报文处理，以生成第二目标网络报文，并将第二目标网络报文写入存储模块。第二芯片利用高速串行总线交换器向第一芯片发送第二报文传输通知。响应于第二报文传输通知，第一芯片从存储模块读取第二目标网络报文并发送至物理机端。

通过在第一芯片或第二芯片设置报文处理模块，智能网卡在执行报文发送或报文接收的过程中，可以利用报文处理模块对网络报文执行封装、路由、报头修改等操作，无需智能网卡的CPU参与报文处理，进一降低了智能网卡对CPU的性能要求。

在一种实施方式中，智能网卡还包括存储模块，第一芯片和第二芯片利用DMA控制器在存储模块写入或读取网络报文。

可以理解的是，DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问)控制器可以允许不同速度的硬件装置来沟通，而不需要依赖于CPU的大量中断负载。DMA控制器传输将数据从一个地址空间复制到另外一个地址空间。例如可以将网络报文从第一芯片或第二芯片的地址空间复制到存储模块的地址空间，也可以将网络报文从存储模块的地址空间复制到第一芯片或第二芯片的地址空间。利用DMA控制器在传输网络报文的过程中，DMA控制器直接掌管总线，即DMA控制器在传输网络报文前，CPU将总线控制权交给DMA控制器，而在DMA传输完毕后，DMA控制器则立即把总线控制权交回给CPU。

示例性地，在智能网卡发送网络报文的过程中，第一芯片从物理机端读取网络报文，然后利用DMA控制器将网络报文写入存储模块。在第二芯片接收到第一芯片发送的第一报文传输通知后，第二芯片利用DMA控制器从存储模块中读取网络报文。

示例性地，在智能网卡接收网络报文的过程中，第二芯片从网络端接收网络报文，在生成第二目标网络报文后，利用DMA控制器将第二目标网络报文写入存储模块。在第一芯片接收第二芯片发送的第二报文传输通知后，第一芯片利用DMA控制器从存储模块中读取第二目标网络报文。

通过上述实施方式，可以提高第一芯片或第二芯片在存储模块读取或写入报文的效率，且无需经过CPU的驱动，从而简化了报文发送或报文接收的过程，进一步提高了智能网卡的报文处理效率。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种数据中心，该数据中心包括根据本公开上述任一种实施例的智能网卡。其中，数据中心可以为云计算或云领域的数据中心。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种智能网卡的报文传输方法。

如图2所示，该智能网卡的报文传输方法包括：

步骤S201：通过第一芯片从物理机端读取网络报文，并将网络报文写入存储模块；

步骤S202：通过高速串行总线交换器向第二芯片发送第一报文传输通知；

步骤S203：通过第二芯片从存储模块读取网络报文，并将第一目标网络报文传输至网络端。

示例性地，在步骤S201中，网络报文可以为从物理机端发出并向网络端传输的报文。物理机端的CPU生成报文发送请求，并将报文发送请求发送至第一芯片。响应于报文发送请求，第一芯片从物理机端的存储器中读取网络报文，并将网络报文写入智能网卡的存储模块。

示例性地，在步骤S202中，第一报文传输通知可以由第一芯片生成，且第一芯片直接通过高速串行总线交换器将第一报文传输通知发送至第二芯片。

示例性地，在步骤S203中，报文处理模块可以集成于第二芯片。第二芯片从存储模块读取网络报文后，利用报文处理模块对网络报文执行封装、路由、报头修改等操作，以生成第一目标网络报文。

需要说明的是，在本公开的其他示例中，报文处理模块也可以集成于第一芯片。例如，第一芯片在读取网络报文后，利用报文处理模块对网络报文执行报文处理，以生成第一目标网络报文，然后将第一目标网络报文写入存储模块。第二芯片从存储模块读取第一目标网络报文后，再将第一目标网络报文发送至网络端。

根据本公开实施例的方法，在物理机端发送网络报文时，第一芯片可以直接从物理机端的存储器读取网络报文，并将网络报文写入存储模块，无需由CPU驱动第一芯片对网络报文执行读取和写入操作。并且，第一芯片在将网络报文写入存储模块后，可以直接通过高速串行总线交换器向第二芯片发送第一报文传输通知，以使第二芯片直接从存储模块读取第一目标网络报文。这样，第二芯片在执行报文读取、处理以及传输时也无需由CPU进行驱动。由此，根据本公开实施例的方法，在智能网卡将网络报文从物理机端传输至网络端的过程中，无需CPU参与报文处理，有利于降低智能网卡对CPU的性能要求，并且简化了报文处理的过程，从而提高了报文处理效率。

如图3所示，在一种实施方式中，步骤S201包括：

步骤S301：第一芯片通过DMA控制器从物理机端的存储器中读取网络报文，并将网络报文写入存储模块的第二芯片发送队列。

示例性地，响应于物理机端发送的报文发送请求，第一芯片通过DMA控制器直接从物理机端的存储器中读取网络报文，并通过DMA控制器将网络报文写入至存储模块的第二芯片发送队列。需要说明的是，相关技术中的智能网卡，需要通过智能网卡的CPU接收报文发送请求，然后通过智能网卡的CPU驱动第一芯片去执行报文读取操作。

可见，在本实施方式中，在智能网卡将网络报文从物理机端传输至至网络端的过程中，第一芯片通过DMA控制器可以直接从物理机端的存储器中读取网络报文。由此，第一芯片无需等待智能网卡的CPU的驱动，即可直接读取并写入网络报文，从而简化了第一芯片读取和写入网络报文的过程，并且提高了智能网卡对网络报文的处理效率。

如图4所示，在一种实施方式中，步骤S203包括：

步骤S401：响应于第一报文传输通知，第二芯片通过DMA控制器从第二芯片发送队列中读取网络报文；

步骤S402：通过报文处理模块对网络报文执行报文处理，生成第一目标网络报文；

步骤S403：通过第二芯片将第一目标网络报文传输至网络端。

示例性地，在步骤S401中，可以通过向第二芯片发送第一报文传输通知的方式，直接调用第二芯片执行网络报文读取操作。其中，第一报文传输通知可以由第一芯片通过高速串行总线交换器直接发送至第二芯片。响应于第一报文传输通知，第二芯片可以通过DMA控制器从第二芯片发送队列中直接读取网络报文。

示例性地，在步骤S402中，报文处理模块可以集成于第二芯片。在第二芯片读取网络报文后，通过报文处理模块对网络报文执行封装、路由、报头修改等操作，以生成第一目标网络报文。

通过上述实施方式，在第二芯片从存储模块读取网络报文读取之前，无需等待智能网卡CPU的驱动，第二芯片响应于第一芯片发送的第一报文传输通知，可以直接执行网络报文的读取操作，从而实现第二芯片绕过CPU直接读取网络报文的目的，有利于降低对CPU的性能要求，进一步提高了智能网卡的报文传输效率。

下面参照一个具体示例描述根据本公开实施例的智能网卡的报文传输方法。

在智能网卡将网络报文从物理机端传输至网络端的过程中，物理机端的CPU上的应用程序向第一芯片提交报文发送请求。响应于报文发送请求，第一芯片利用DMA控制器从服务器存储器中直接读取网络报文，并利用DMA控制器将网络报文写入智能网卡存储模块中的第二芯片发送队列。然后，第一芯片通过高速串行总线交换器向第二芯片发送第一报文传输通知。响应于第一报文传输通知，第二芯片利用DMA控制器从存储模块的第二芯片发送队列中读取网络报文。之后，第二芯片利用报文处理模块对网络报文执行报文处理，以生成第一目标网络报文，并将第一目标网络报文传输至网络端。至此，智能网卡完成了将网络报文从物理机端传输至网络端的报文传输过程。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种智能网卡的报文传输方法。

如图5所示，智能网卡的报文传输方法包括：

步骤S501：通过第二芯片从网络端接收网络报文，并将第二目标网络报文写入存储模块；

步骤S502：通过高速串行总线交换器向第一芯片发送第二报文传输通知；

步骤S503：通过第一芯片从存储模块读取第二目标网络报文，并将第二目标网络报文传输至物理机端。

示例性地，在步骤S501中，第二芯片可以直接从网络端接收网络报文，换言之，网络报文可以直接由网络端发送至第二芯片。第二芯片读取网络报文后，利用报文处理模块对网络报文执行报文处理，以生成第二目标网络报文，并将第二目标网络报文写入智能网卡的存储模块。

示例性地，在步骤S502中，第二报文传输通知可以由第二芯片生成，且第二芯片通过高速串行总线交换器将第二报文传输通知直接发送至第一芯片。需要说明的是，相关技术中的智能网卡在将网络报文从网络端传输至物理机端的过程中，第二芯片将第二目标网络报文写入存储模块后，需要向智能网卡的CPU反馈信息，然后由智能网卡的CPU生成第二报文传输通知并发送至第一芯片。

示例性地，在步骤S503中，第一芯片从存储模块读取第二目标网络报文后，可以将第二目标网络报文直接写入至物理机端的存储器中，无需等待智能网卡的CPU向其发送写入指令。

需要说明的是，在本公开的其他示例中，报文处理模块可以集成于第一芯片。第二芯片从网络端接收网络报文之后，直接写入存储模块，并向第一芯片发送第二报文传输通知。响应于第二报文传输通知，第一芯片利用报文处理模块对网络报文执行报文处理，以生成第二目标网络报文，并将第二目标网络报文传输至物理机端。

根据本公开实施例的报文传输方法，第二芯片可以直接接收网络端发送的网络报文，对网络报文执行报文处理后生成第二目标网络报文，再将第二目标网络报文写入存储模块，因而省略了第二芯片等待智能网卡的CPU驱动的过程，第二芯片可以直接对网络报文执行处理以及写入操作。并且，第二芯片在将第二目标网络报文写入存储模块后，可以通过高速串行总线交换器直接向第一芯片发送第二报文传输通知，以使第一芯片直接从存储模块读取并传输第二目标网络报文。由此，第一芯片在执行第二目标网络报文的读取和传输之前也无需由智能网卡的CPU进行驱动。由此，根据本公开实施例的方法，在智能网卡将网络报文从网络端传输至物理机端的过程中，无需CPU参与报文处理，可以降低对CPU的性能要求，并且简化了报文处理的过程，有利于提高报文处理效率。

如图6所示，在一种实施方式中，步骤S501包括：

步骤S601：通过第二芯片从网络端接收网络报文；

步骤S602：通过报文处理模块对网络报文执行报文处理，生成第二目标网络报文；

步骤S603：通过DMA控制器将第二目标网络报文写入存储模块的第一芯片发送队列。

示例性地，在步骤S602中，报文处理模块可以集成于第二芯片。第二芯片在接收网络报文后，可以利用报文处理模块直接对网络报文执行封装、路由、报头修改等操作，以生成第二目标网络报文。

需要说明的是，相关技术中的智能网卡在将网络报文从网络端传输至物理机端的过程中，需要通过智能网卡的CPU驱动第二芯片去执行报文处理以及报文写入操作，然后再通过智能网卡的CPU驱动第一芯片去执行报文读取以及报文传输操作。

通过上述实施方式，在智能网卡将网络报文从网络端传输至物理机端的过程中，第二芯片从网络端接收网络报文后，可以直接对网络报文执行报文处理以及报文写入操作。由此，第二芯片无需等待智能网卡CPU的驱动，可以绕过CPU直接执行报文处理和报文写入操作，从而提高了智能网卡对网络报文的传输效率。

如图7所示，在一种实施方式中，步骤S503包括：

步骤S701：响应于第二报文传输通知，第一芯片通过DMA控制器从第一芯片发送队列中读取第二目标网络报文；

步骤S702：通过第一芯片将第二目标网络报文传输至物理机端。

示例性地，在步骤S701中，第一芯片在接收第二报文传输通知后，可以通过DMA控制器直接从第一芯片发送队列中读取第二目标网络报文，因而无需等待智能网卡的CPU驱动第一芯片执行报文读取操作。

需要说明的是，相关技术中的智能网卡，第二芯片将第二目标网络报文写入至储模块后，向智能网卡的CPU反馈信息，然后由CPU生成第二报文传输通知并发送至第一芯片，以驱动第一芯片执行报文读取操作。

通过上述实施方式，在第一芯片从存储模块读取第二目标网络报文之前，无需等待智能网卡CPU的驱动，第一芯片响应于第二芯片发送的第二报文传输通知，可以直接执行第二目标网络报文的读取操作，从而实现第一芯片绕过CPU直接读取第二目标网络报文的目的，有利于降低对CPU的性能要求，进一步提高智能网卡的报文传输效率。

下面参照一个具体示例描述根据本公开实施例的智能网卡的报文传输方法。

在智能网卡将网络报文从网络端传输至物理机端的过程中，第二芯片从网络端接收网络报文，利用报文处理模块对网络报文执行报文处理，以生成第二目标网络报文，并利用DMA控制器将第二目标网络报文写入智能网卡存储模块中的第一芯片发送队列。然后，第二芯片通过高速串行总线交换器向第一芯片发送第二报文传输通知。响应于第二报文传输通知，第一芯片利用DMA控制器从智能网卡存储器的第一芯片发送队列中读取第二目标网络报文，并利用DMA控制器将第二目标网络报文写入物理机端的存储器。由此，智能网卡完成了将网络报文从网络端传输至物理机端的报文传输功能。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种智能网卡的报文传输装置。

如图8所示，该智能网卡的报文传输装置包括：

网络报文读取和写入模块801，用于通过第一芯片从物理机端读取网络报文，并将网络报文写入存储模块；

第一报文传输通知发送模块802，用于通过高速串行总线交换器向第二芯片发送第一报文传输通知；

第一目标网络报文传输模块803，用于通过第二芯片从存储模块读取网络报文，并将第一目标网络报文传输至网络端。

在一种实施方式中，网络报文读取和写入模块801还用于：

通过DMA控制器从物理机端的存储器中读取网络报文，并将网络报文写入存储模块的第二芯片发送队列。

在一种实施方式中，第一目标网络报文传输模块803包括：

网络报文读取子模块，用于响应于第一报文传输通知，通过DMA控制器从第二芯片发送队列中读取网络报文；

第一目标网络报文生成子模块，用于通过报文处理模块对网络报文执行报文处理，生成第一目标网络报文；

第一目标网络报文传输子模块，用于通过第二芯片将第一目标网络报文传输至网络端。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种智能网卡的报文传输装置。

如图9所示，该智能网卡的报文传输装置包括：

网络报文读取和写入模块901，用于通过第二芯片读取网络报文，并将第二目标网络报文写入存储模块；

第二报文传输通知发送模块902，用于通过高速串行总线交换器向第一芯片发送第二报文传输通知；

第二目标网络报文传输模块903，用于通过第一芯片从存储模块读取第二目标网络报文，并将第二目标网络报文传输至物理机端。

在一种实施方式中，网络报文读取和写入模块901还包括：

网络报文读取子模块，用于通过第二芯片从网络端接收网络报文；

第二目标网络报文生成子模块，用于通过报文处理模块对网络报文执行报文处理，生成第二目标网络报文；

第二目标网络报文写入子模块，用于通过DMA控制器将第二目标网络报文写入存储模块的第一芯片发送队列。

在一种实施方式中，第二目标网络报文传输模块903还包括：

第二目标网络报文读取子模块，用于通过DMA控制器从第一芯片发送队列中读取第二目标网络报文；

第二目标网络报文传输子模块，用于将第二目标网络报文传输至物理机端。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图10示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备1000的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或要求的本公开的实现。

如图10所示，电子设备1000包括计算单元1001，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1002中的计算机程序或者从存储单元1008加载到随机访问存储器(RAM)1003中的计算机程序来执行各种适当的动作和处理。在RAM 1003中，还可存储电子设备1000操作所需的各种程序和数据。计算单元1001、ROM 1002以及RAM 1003通过总线1004彼此相连。输入输出(I/O)接口1005也连接至总线1004。

电子设备1000中的多个部件连接至I/O接口1005，包括：输入单元1006，例如键盘、鼠标等；输出单元1007，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元1008，例如磁盘、光盘等；以及通信单元1009，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元1009允许电子设备1000通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元1001可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元1001的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元1001执行上文所描述的各个方法和处理，例如智能网卡的报文传输方法。例如，在一些实施例中，智能网卡的报文传输方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元1008。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 1002和/或通信单元1009而被载入和/或安装到电子设备1000上。当计算机程序加载到RAM 1003并由计算单元1001执行时，可以执行上文描述的智能网卡的报文传输方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元1001可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行智能网卡的报文传输方法。

本文中以上描述的***和技术的各种实施方式可以在数字电子电路***、集成电路***、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上***的***(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程***上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储***、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储***、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的***和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入、或者触觉输入来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的***和技术实施在包括后台部件的计算***(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算***(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算***(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的***和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算***中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将***的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (18)

1.一种智能网卡，其特征在于，包括第一芯片和第二芯片，所述第一芯片与物理机端通讯，所述第二芯片与网络端通讯；所述第一芯片和所述第二芯片分别为FPGA；

其中，所述第一芯片和所述第二芯片之间通过高速串行总线交换器通讯；所述第一芯片通过所述高速串行总线交换器向所述第二芯片发送第一报文传输通知，所述第一报文传输通知用于供所述第二芯片从存储模块读取网络报文，以及生成第一目标网络报文并向所述网络端发送所述第一目标网络报文；所述第二芯片通过所述高速串行总线交换器向所述第一芯片发送第二报文传输通知，所述第二报文传输通知用于供所述第一芯片读取第二目标网络报文并将向所述物理机端发送所述第二目标网络报文。

2.根据权利要求1所述的智能网卡，其特征在于，所述第一芯片或所述第二芯片具有报文处理模块，所述报文处理模块用于对网络报文执行报文处理。

3.根据权利要求1所述的智能网卡，其特征在于，还包括存储模块，所述第一芯片和所述第二芯片利用DMA控制器在所述存储模块写入或读取网络报文。

4.一种智能网卡的报文传输方法，其特征在于，应用于权利要求1至3任一项所述的智能网卡，所述方法包括：

通过第一芯片从物理机端读取网络报文，并将所述网络报文写入存储模块；

通过高速串行总线交换器向第二芯片发送第一报文传输通知；

通过所述第二芯片从所述存储模块读取所述网络报文，并将第一目标网络报文传输至网络端。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过第一芯片从物理机端读取网络报文，并将所述网络报文写入存储模块，包括：

第一芯片通过DMA控制器从物理机端的存储器中读取网络报文，并将所述网络报文写入存储模块的第二芯片发送队列。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过所述第二芯片从所述存储模块读取所述网络报文，并将第一目标网络报文传输至网络端，包括：

响应于所述第一报文传输通知，所述第二芯片通过DMA控制器从所述第二芯片发送队列中读取所述网络报文；

通过报文处理模块对所述网络报文执行报文处理，生成第一目标网络报文；

通过所述第二芯片将所述第一目标网络报文传输至网络端。

7.一种智能网卡的报文传输方法，其特征在于，应用于权利要求1至3任一项所述的智能网卡，所述方法包括：

通过第二芯片从网络端接收网络报文，并将第二目标网络报文写入存储模块；

通过高速串行总线交换器向第一芯片发送第二报文传输通知；

通过所述第一芯片从所述存储模块读取所述第二目标网络报文，并将所述第二目标网络报文传输至物理机端。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过第二芯片从网络端接收网络报文，并将第二目标网络报文写入存储模块，包括：

通过第二芯片从网络端接收网络报文；

通过报文处理模块对所述网络报文执行报文处理，生成第二目标网络报文；

通过DMA控制器将所述第二目标网络报文写入存储模块的第一芯片发送队列。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过所述第一芯片从所述存储模块读取所述第二目标网络报文，并将所述第二目标网络报文传输至物理机端，包括：

响应于所述第二报文传输通知，所述第一芯片通过DMA控制器从所述第一芯片发送队列中读取所述第二目标网络报文；

通过所述第一芯片将所述第二目标网络报文传输至物理机端。

10.一种智能网卡的报文传输装置，其特征在于，应用于权利要求1至3任一项所述的智能网卡，所述装置包括：

网络报文读取和写入模块，用于通过第一芯片从物理机端读取网络报文，并将所述网络报文写入存储模块；

第一报文传输通知发送模块，用于通过高速串行总线交换器向第二芯片发送第一报文传输通知；

第一目标网络报文传输模块，用于通过所述第二芯片从所述存储模块读取所述网络报文，并将第一目标网络报文传输至网络端。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述网络报文读取和写入模块还用于：

通过DMA控制器从物理机端的存储器中读取网络报文，并将所述网络报文写入存储模块的第二芯片发送队列。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一目标网络报文传输模块包括：

网络报文读取子模块，用于响应于所述第一报文传输通知，通过DMA控制器从所述第二芯片发送队列中读取所述网络报文；

第一目标网络报文生成子模块，用于通过报文处理模块对所述网络报文执行报文处理，生成第一目标网络报文；

第一目标网络报文传输子模块，用于通过所述第二芯片将所述第一目标网络报文传输至网络端。

13.一种智能网卡的报文传输装置，其特征在于，应用于权利要求1至3任一项所述的智能网卡，所述装置包括：

网络报文读取和写入模块，用于通过第二芯片读取网络报文，并将第二目标网络报文写入存储模块；

第二报文传输通知发送模块，用于通过高速串行总线交换器向第一芯片发送第二报文传输通知；

第二目标网络报文传输模块，用于通过所述第一芯片从所述存储模块读取所述第二目标网络报文，并将所述第二目标网络报文传输至物理机端。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述网络报文读取和写入模块还包括：

网络报文读取子模块，用于通过第二芯片从网络端接收网络报文；

第二目标网络报文生成子模块，用于通过报文处理模块对所述网络报文执行报文处理，生成第二目标网络报文；

第二目标网络报文写入子模块，用于通过DMA控制器将所述第二目标网络报文写入存储模块的第一芯片发送队列。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二目标网络报文传输模块还包括：

第二目标网络报文读取子模块，用于通过DMA控制器从所述第一芯片发送队列中读取所述第二目标网络报文；

第二目标网络报文传输子模块，用于通过所述第一芯片将所述第二目标网络报文传输至物理机端。

16.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求4-6中任一项所述的方法和/或权利要求7-9中任一项所述的方法。

17.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求4-6中任一项所述的方法和/或权利要求7-9中任一项所述的方法。

18.一种数据中心，其特征在于，包括根据权利要求1-3中任一项所述的智能网卡。

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