分配及处理数据封包之单元 本发明系有关一种被形成自平行连接处理器，用于分配及处理数据封包之单元。
而以使用玻璃纤维来传输资料封包时，大于10亿/秒之资料速率系目前可被达成。如此一般高之传输速率系因各种来自如资料封包路由器或分配器(开关)之限制而尚未被达成。传统资料封包路由器系主要被建立于软件解的基础上。有时，频繁使用被设计用于特定应用之半导体模块的硬件解亦被使用。这些俗称专用集成电路(ASICs)者系可达成较纯软件解更高之数据传输速率，但弹性很少。再者，被用于实际数据处理之处理器的处理速度，系不接近产生于资料线中的资料速率。针对此原因，系改变使用两或三个处理器于平行架构中，其中即将到来之资料封包系藉由资料封包路由器分配至各处理器来处理。实时而以数据传输速率被增加时，资料封包之平行处理可使弹性解被实施于处理器基础上。
本发明目的系提供一种被建立于平行连接处理器基础上用于分配及处理资料封包之单元，该单元具有高数据传输速率。特别是，被提供之该单元系预期可被使用于分配及处理资料封包给这些被同意服务品质(QoS)预期被保证的路由器。本发明目的系藉由申请专利范围第1及15项来达成。有助益之开发及改进系被具体说明于附带申请专利范围中。
本发明之一主要概念为用于分配及处理数据封包之单元，系具有各具有一处理器之平行连接处理器单元，各处理器不仅具有连接被使用数据总线之一连接器，且具有可连接邻近处理器单元的附加中介连接器。附加中介连接器系被预期用于交换资料。再者，依据本发明之单元系包括至少一管理单元，其任务系分配资料封包至处理器单元。此系被而以被储存于资料封包之管理信息函数，及/或而以被处理器单元传输之处理器单元的操作信息函数。
依据本发明之单元之一优点，系如而以一处理器单元被超载时，数据可被传送至邻近处理器单元。此方法可达成较无此方法时更高的数据传输速率。此例中进一步有助益的特性，系分配资料封包之决定不仅在处理器单元之操作信息基础上，并且亦考虑资料封包的管理信息。管理信息通常被储存于资料封包的标题中。考虑管理信息系可顺从被同意的服务品质。
本发明之一较佳改进系提供上游输入内存给各处理器单元。被至少一管理单元指派至处理器单元的数据封包，系可于其被处理器处理之前暂时被储存。
处理器单元之操作信息不仅包含相关处理器上之有关负载位准及有关被放置于处理器中之资料的信息，亦包含有关上游输入内存之装填位准的信息。此为重要的信息，其为至少一管理单元分配资料封包及处理器单元所需。
本发明之一特别较佳改进系被具体化为至少一管理单元具有一起始处理器单元，用于读取被储存于资料封包之管理信息，一分配单元，用于分配资料封包至处理器单元，及一同步单元，用于控制来自处理器单元之数据的输出次数。同步单元接收来自分配单元之控制输出次数所需的管理及操作信息。同步单元可确保数据封包以预期顺序被输出自处理器单元。例如，此为资料封包抵达依据本发明之单元的顺序。特别是被形成自相关资料封包之资料流的例子中，资料封包的顺序不会因依据本发明之单元而被改变。此为被同意服务品质的准则。为了满足如此之被同意服务品质，至少一管理单元可较佳地被设计使该相关数据封包被分配仅至一特定处理器单元，或被分配至少数的特定处理器单元。此保证连续资料封包的连续处理及输入。
针对被同意服务品质之特殊助益之本发明进一步的改进，系提供同步单元以同步数据胞元型式传输指令至处理器单元的输入内存，藉以控制资料的输入次数。此例中，该同步资料胞元系优先于其它资料被输入内存及处理器单元处理。
各处理器单元较佳地具有一本地数据存储器。该本地数据存储器可被用来储存部分资料封包，而资料封包其余部分系被处理。此外，处理器有助益地可存取一程序内存，其中处理资料所需之程序系被储存。再者，依据本发明之单元有助益地可具有被所有处理器共同使用地内存区域。例如，分类表及系统相关资料封包系可暂时被储存于共有内存区域中。处理器可藉由共享数据总线来存取共有内存区域。
依据本发明进一步有助益的改进，处理器单元可藉由中介连接器传输其操作信息至个别邻近的处理器单元。若预期交换邻近处理器单元之间有用的资料，则此较佳地而以操作信息为函数。例如，此确保而以超载产生时，处理器单元并不立即转换数据至同样超载之邻近处理器单元，但若有需要，则直到邻近处理器单元上之负载以被降低时才如此做。
本发明将利用实施例参考附图被详细说明于下文。单一图标系显示依据本发明之实施例的块状图。
如图标之依据本发明实施例中，即将到来之资料封包系抵达可读取被储存于资料封包标题中之管理信息的起始处理器单元1处。资料封包中之管理信息系起始处理器单元1从被传送至分配单元2。资料封包系以其管理信息为基础，而被分配至相关平行连接处理器单元Pi(i＝1，...，N)之输入内存埠i(i＝1，...，N)。输入内存端口i具有处理器单元Pi的地址。被指派至处理器单元Pi的资料封包，系可被储存于输入内存埠i中直到Pi可处理它们为止。然而，若此导致输入内存埠i溢流，则无任何资料封包会被供应至输入内存埠i。为了处理数据，处理器单元Pi各具有一处理器及一本地数据存储器。该用于处理器单元Pi之本地数据存储器系被用来如储存资料封包被处理时的管理信息，及储存资料封包不被处理时的部分。该处理器从共享程序内存4抽取其程序来处理资料。
处理器单元Pi可产生操作信息，其提供不仅有关对应处理处理器之负载位准，亦相关联输入内存埠i之装填位准，及有关被放置适而以处理器单元Pi中之资料的信息。操作信息系藉由输入内存埠i被传送至分配单元2。分配单元2可使用用于资料封包之操作信息及管理信息而以分配资料封包至处理器单元Pi的进一步准则。此方法具有全载处理器单元Pi不被供应任何用于处理之任何进一步资料封包的优点。
所有处理器单元Pi均可链接共有数据总线5。处理器单元Pi藉由数据总线5来存取共享内存区域6。再者，邻近处理器单元Pi之处理器系具有用于交换数据的中介连接器7。例如，用于处理器单元Pi之全部或仅部分资料封包及操作信息，均可藉由中介连接器7被传送至邻近处理器单元Pi之处理器来处理。而以超载产生时，可提供处理器单元Pi直接转换已被接收或已被处理或部分被接收部分被处理之资料封包至邻近处理器单元Pi来处理。此例中，亦可提供资料以此法被转换而不考虑操作信息。资料转换的事件中，分配单元2系被通知此，以便其可包含处理器单元Pi之最新操作状态于其决定中。
因为一旦资料转换发生于两邻近处理器单元Pi之间，则某些情况下，一资料封包可被放置于两处理器单元Pi中，而必须控制数据从处理器单元Pi至处理器单元Pi之输出次数。此系与原始资料封包相关之被处理资料可再次以正确顺序被连结的仅有方法。控制输出次数之任务系被转换至同步单元3。分配单元2提供有关处理器单元Pi之操作状态及处于被处理过程中之资料封包之信息给同步单元3。为了控制来自处理器单元Pi之数据的输出次数，同步单元3系以同步数据胞元之型式传送指令至与处理器单元Pi相关之输入内存埠i。为了确保资料以正确顺序被输入，该同步资料胞元系通常藉由输入内存端口i及处理器单元Pi优先于其它数据来处理。
亦可提供同步单元3控制系为资料流之部分之资料封包的输出顺序。资料流系被形成自起源自一特定传送器且预期用于一特定接收器的资料封包。如此一传送器及一接收器间之流动的资料流例子中，资料封包顺序不被依据本发明之单元改变或仅些微被其改变系很重要。针对此原因，资料流中之资料封包系被分配单元2分配至仅一处理器单元Pi或被分配至仅少数的处理器单元Pi来处理。同步单元3接着控制资料封包对数据总线5的输出，使资料封包的原始顺序得以被维持。
对于某些应用而言，虽然值得再次组合已自处理器单元Pi输出之来自数据封包之被处理资料于资料封包中，但亦可于处理之后或期间内，资料封包系以其它准则为基础，而上被形成。例如，可交换资料封包的标题，分割资料封包，结合两个或更多资料封包来形成一数据封包，或于处理进行时制造新的数据封包。