DE60120970T2

DE60120970T2 - Anordnung zur mehrprotokollbehandlung

Info

Publication number: DE60120970T2
Application number: DE60120970T
Authority: DE
Inventors: Claude Raleigh BASSO; Natarajan Durham VAIDHYANATHAN; Irene Gail Chapel Hill WOODLAND
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2001-04-05
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2021-04-06
Also published as: CA2407060A1; MY129249A; TW501024B; AU2001248517A1; KR20020087472A; WO2001077849A3; US6675221B1; WO2001077849A2; CN1422474A; ES2264443T3; JP3730921B2; HK1053025B; JP2003530744A; HK1053025A1; DE60120970D1; CN1165144C; EP1293067B1; KR100543732B1; EP1293067A2; CA2407060C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein Netzwerkprozessor-Einheiten und insbesondere einen Mechanismus zur Verteilung der Verarbeitung auf mehrere Universalprozessoren (d.h. Steuerpunktprozessoren).
Erläuterung zum Stand der Technik
1 zeigt eine typische Netzwerkkonfiguration 10, die eine einzelne Universalprozessor- (GPP) Steuereinheit 15 enthält, die viele Netzwerkprozessor-Einheiten 25a, ..., 25n steuert. Eine Verarbeitungsengstelle entsteht häufig in dem System 10 an dem GPP, da der GPP alle speziellen Datenpakettypen (Rahmentypen) verarbeitet (z.B. Punkt-zu-Punkt- (PPP) Steuerrahmen oder unbekannte Rahmen).
2 veranschaulicht eine stärker verteilte Netzwerkkonfiguration, bei der eine Vielzahl von Universalprozessor-Steuereinheiten 15a, ..., 15n eingesetzt werden. Damit bei dieser Konfiguration ein Netzwerkprozessor einen bestimmten Rahmentyp an einen GPP zur Verarbeitung weiterleitet, benötigt jeder GPP Protokollstapel für jedes Protokoll, das er verarbeiten muss, da die Netzwerkprozessoren nicht entschlüsseln können, wie ein bestimmter Rahmen an einen speziellen GPP zu senden ist. Eine Forderung, dass jeder GPP einen vollständigen Protokollstapel für jedes Protokoll, das von dem Netzwerkprozessor verarbeitet wird, besitzen muss, vergrößert den Speicherbedarf und verringert die Leistungsfähigkeit.
Das US-Patent 5 734 830, das am 31. März 1998 erteilt wurde, offenbart ein Mehrgeräte-Leitverfahren und eine Masterstation mit kundenspezifisch angepassten virtuellen Anschlüssen, die durch eine Wähleinheit (polling unit) gemäß einem Verknüpfungsadressen-Kopfsatz ausgewählt werden, der eine geeignete Nebenstation kennzeichnet, an die die Datennachricht geliefert werden soll, so dass außerdem ein Netzwerkgerätetyp (NET) automatisch gekennzeichnet wird. Das Leitverfahren und die Masterstation dienen zur kundenspezifischen Anpassung von Funktionen, die typischerweise in den Schichten 1 bis 3 des Verbindungsmodells OSI für offene Systeme vorhanden sind, so dass zwischen unterschiedlichen Netzwerkgerätetypen eine Kommunikation erfolgen kann, wie z.B. zwischen Geräten des System-Netzwerkarchitekturtyps (SNA-Typ) und Geräten des Nicht-SNA-Typs.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung stellt demzufolge ein System zur Verteilung der Verarbeitung von speziellen Datenrahmen bereit, die in einer verteilten Netzumgebung von einer Netzwerkprozessor-Einheit (NP-Einheit) empfangen werden, die einen oder mehrere Universal-Steuerungsprozessoren (GPP) umfasst, die wenigstens eine NP-Einheit steuern, wobei das System umfasst: eine konfigurierbare Tabelle, die in der wenigstens einen NP-Einheit realisiert ist, um spezielle Datenrahmen-Typen abzubilden, die an der NP-Einheit mit einer Zieladresse und einer Zielanschlussadresse empfangen werden, die einem Ziel-GPP zugeordnet sind, der für die Verarbeitung des speziellen Rahmentyps geeignet ist; und eine Anwendungsprogrammierungs-Schnittstelle für die anwenderspezifische Anpassung der konfigurierbaren Tabelle in der NP-Einheit an die Zieladressen- und Zielanschlussadressen-Einträge durch einen GPP; wobei der Netzwerkprozessor NP ferner einen Mechanismus enthält, um die empfangenen Datenrahmen zu klassifizieren und jeden dieser Rahmen mit Einträgen in der konfigurierbaren Tabelle zu vergleichen, und wobei die Netzwerkprozessor-Einheit ein Mittel enthält, das auf den klassifizierten Rahmentyp reagiert, der einen entsprechenden Eintrag in der Tabelle aufweist, um den Rahmen über eine entsprechende Zielanschlussadresse an den Ziel-GPP weiterzuleiten, wobei der Ziel-GPP zur Verarbeitung/Weiterleitung von Datenrahmen des speziellen Typs vorgesehen ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird in einer verteilten Netzumgebung eine GPP-Konfiguration bereitgestellt, die die Notwendigkeit beseitigt, bei jeder GPP-Einheit einen vollständigen Satz von Protokollstapeln vorzuhalten.
Vorzugsweise wird ein Mechanismus zum Konfigurieren von GPPs in einer verteilten Netzumgebung bereitgestellt, um spezifische spezielle Rahmentypen zu verarbeiten und um die Möglichkeit zu schaffen, spezielle Rahmentypen durch einen Netzwerkprozessor an einen spezifischen, konfigurierten GPP zu verteilen.
Ferner werden eine Anwendungsprogrammierungs-Schnittstelle (API) und ein Verfahren bereitgestellt, um eine Verarbeitung auf mehrere Universal-Prozessoren (d.h. Steuerpunkt-Prozessoren) zu verteilen und um die Möglichkeit zu schaffen, dass ein Netzwerkprozessor festlegt, welcher Prozessor bestimmte Operationen behandelt.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Verteilung der Verarbeitung von speziellen Datenrahmen bereit, die in einer verteilten Netzumgebung von einem Netzwerkprozessor (NP) empfangen werden, der einen oder mehrere Universal-Steuerungsprozessoren (GPP) umfasst, die eine oder mehrere NP-Einheiten steuern, wobei das Verfahren umfasst:

a) Bereitstellen einer Tabelle, die in der NP-Einheit realisiert ist, zum Abbilden von speziellen Datenrahmen-Typen, die an der NP-Einheit mit einer Zieladresse und einer Zielanschlussadresse empfangen wurden, die einem Ziel-GPP zugeordnet sind, der den speziellen Rahmentyp verarbeiten kann;
b) Empfangen eines Datenrahmens eines Datenrahmentyps an dem Netzwerkprozessor NP;
c) Klassifizieren der empfangenen Datenrahmen und Vergleichen von jedem Rahmen mit Einträgen in der Tabelle; und
d) wenn der klassifizierte Rahmentyp in der Tabelle einen entsprechenden Eintrag besitzt, Weiterleiten des speziellen Datenrahmens zu dem Ziel-GPP über eine entsprechende Zielanschlussadresse, wobei der Ziel-GPP zur Verarbeitung/Weiterleitung von speziellen Datenrahmentypen vorgesehen ist, wobei der Schritt a) den folgenden Schritt enthält: Realisieren einer Anwendungsprogrammierungs-Schnittstelle zum Konfigurieren der Tabelle mit der Zieladresse und einer Zielanschlussadresse, die für jeden Eintrag eines bestimmten Rahmentyps einem Ziel-GPP zugeordnet sind.

Vorzugsweise ermöglicht ein derartiges Verfahren vorteilhaft, dass ein Netzwerkprozessor die Verarbeitung auf mehrere Universalprozessoren (d.h. Steuerpunktprozessoren) verteilt, und er schafft die Möglichkeit zu konfigurieren, welcher Prozessor bestimmte Operationen in einer großen Netzumgebung ausführt, wodurch die Anzahl von Protokollstapeln verringert wird, die bei jedem Universal-Steuerprozessor unterhalten werden müssen.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Anwendungsprogrammierungs-Schnittstelle zum Konfigurieren einer Netzwerkprozessor-Einheit (NP-Einheit) bereit, die in einer verteilten Netzwerkumgebung betrieben wird und einen oder mehrere Universal-Steuerungsprozessoren (GPP) enthält, die eine oder mehrere NP-Einheiten steuern, wobei die Schnittstelle umfasst: einen Mechanismus zum Erzeugen einer Datenstruktur zum Eingeben in die NP-Einheit, wobei die Datenstruktur einen oder mehrere Einträge besitzt, die in der Netzwerkumgebung einen bestimmten Rahmentyp sowie eine zugeordnete Zieladresse und eine Zielanschlussadresse spezifizieren, die einem GPP zugeordnet sind, der zum Bearbeiten des speziellen Rahmentyps geeignet ist; und eine Einheit zum Erzeugen einer kundenspezifisch angepassten Tabelle aus der erzeugten Datenstruktur und zum Eingeben der kundenspezifisch angepassten Tabelle in einen Speicher der NP-Einheit, wodurch nachfolgende Tabellenaufrufe in der Tabelle ausgeführt werden, um spezielle Rahmentypen über eine Zielanschlussadresse an einen zugeordneten GPP weiterzuleiten.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Programmspeichereinheit bereit, die von einem Rechner gelesen werden kann und konkret ein Programm aus Anweisungen beinhaltet, die durch den Rechner ausgeführt werden können, um Verfahrensschritte zum Konfigurieren einer in einer verteilten Netzwerkumgebung betriebenen Netzwerkprozessor-Einheit (NP-Einheit) auszuführen, die einen oder mehrere Universal-Steuerungsprozessoren (GPP) enthält, die eine oder mehrere NP-Einheiten steuern, wobei die Verfahrensschritte umfassen:

a) Erzeugen einer Datenstruktur zum Eingeben in die NP-Einheit, wobei die Datenstruktur einen oder mehrere Einträge besitzt, die in der Netzwerkumgebung einen speziellen Datenrahmen-Typ sowie eine zugeordnete Zieladresse und eine Zielanschlussadresse, die einem GPP zugeordnet sind, spezifizieren, der zum Verarbeiten des speziellen Rahmentyps geeignet ist; und
b) Erzeugen einer kundenspezifisch angepassten Tabelle aus der erzeugten Datenstruktur und Eingeben der kundenspezifisch angepassten Tabelle in einen Speicher der NP-Einheit, wodurch nachfolgende Tabellenaufrufe in der Tabelle ausgeführt werden, um spezielle Rahmentypen über eine Zielanschlussadresse an einen zugeordneten GPP weiterzuleiten.

Die Datenstruktur enthält vorzugsweise eine Folge von markierten Listenwerten, wobei jeder markierte Listenwert ein Attributfeld, das angibt, dass ein bestimmter Rahmentyp in der Tabelle enthalten sein soll, ein Längenfeld, das eine Länge des markierten Listenwerts angibt, und ein Wertfeld zum Spezifizieren eines Ziels, das mit der Zieladresse und der Zielanschlussadresse für den bestimmten Rahmentyp verbunden ist, enthält.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft sowie unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben:
1 ist ein allgemeines Blockschaltbild einer verteilten Netzverarbeitungsumgebung, die eine Vielzahl von Netzwerkprozessor-Einheiten enthält, die von einer einzelnen Universalprozessor-Einheit (GPP-Einheit) gesteuert werden.
2 ist ein allgemeines Blockschaltbild einer verteilten Netzverarbeitungsumgebung, die eine Vielzahl von Netzwerkprozessor-Einheiten enthält, die von mehreren Universalprozessor-Einheiten (GPP-Einheiten) gesteuert werden.
3 veranschaulicht ein Beispiel einer anwenderspezifisch angepassten Tabelle 100 zum Weiterleiten der speziellen Rahmentypen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Ablaufplan, der zeigt, wie die Verarbeitung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf mehrere Universalprozessoren verteilt wird.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Anwendungsprogrammierungs-Schnittstelle (API) bereitgestellt, die durch eine Universalprozessor-Steuereinheit (GPP-Steuereinheit) realisiert ist, die in einer verteilten Netzumgebung (z.B. externer GPP, im Netzwerkprozessor eingebetteter GPP usw.) betrieben wird, um die anwenderspezifische Anpassung und die Konfiguration der Netzwerkprozessor-Einheiten (NP-Einheiten) in der Weise zu ermöglichen, dass sie das Weiterleiten von speziellen Typen von Datenpaketen (Rahmen) abwickeln können. Es erfolgt eine beispielhafte Bezugnahme auf eine prozessorgestützte Netzwerkeinheit und ein System, die in der im gemeinsamen Besitz befindlichen, gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 09/384,691, die am 27 August 1999 eingereicht wurde, mit dem Titel "NETWORK PROCESSOR PROCESSING COMPLEX AND METHODS" beschrieben sind, deren Kopie sich in der Akte befindet. Die Erfindung kann jedoch in weiteren prozessorgestützten Netzwerkeinheiten mit verschiedenen Hardware/Software-Ausführungsformen angewendet werden.
Wie in der oben erwähnten gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung beschrieben ist, besteht der allgemeine Ablauf für einen Datenrahmen, der an einer NP-Einheit empfangen wird, im Allgemeinen in Folgendem. Rahmen, die von einer Netzverbindung, z.B. Ethernet MAC, empfangen werden, werden entweder als normale Datenrahmen oder als Systemsteuerrahmen (geleitete Rahmen, Guided Frames) identifiziert. Im Zusammenhang mit der Ausführungsform werden Rahmen, die als normale Datenrahmen identifiziert wurden, für einen Komplex mit eingebettetem Prozessor (EPC) in Warteschlangen angeordnet, der eine Vielzahl von Pikoprozessoren, z.B.
Protokollprozessoren, enthält, die eine Logik (Pikocode) ausführen, die den empfangenen Rahmenvorsatz betrachten und entscheiden kann, was mit dem Rahmen geschehen soll (Weiterleiten, Modifizieren, Filtern usw.). Der EPC hat Zugriff auf verschiedene Nachschlagtabellen, und eine Klassifizierungshardware hilft, dass die Pikoprozessoren mit den Anforderungen hoher Bandbreite des Netzwerkprozessors auf dem Laufenden gehalten werden können. Insbesondere ist eine Klassifizierungshardware-Hilfseinheit vorgesehen, um Rahmen mit wohlbekannten Rahmenformaten zu klassifizieren. Der Komplex mit eingebettetem Prozessor (EPC) stellt insbesondere die Programmierbarkeit des Chips der NP-Einheit bereit und steuert diese und enthält neben anderen Komponenten (wie etwa Speicher, Verteiler, Schnittstellen) eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten, die gleichzeitig Pikocode ausführt, der in einem gemeinsamen Befehlsspeicher gespeichert ist. Jede Verarbeitungseinheit enthält vorzugsweise einen Verarbeitungseinheit-Kern, der z.B. eine dreistufige Pipeline, Universalregister und eine ALU umfasst. Während des Betriebs werden Klassifizierungsergebnisse von der Klassifizierungshardware-Hilfseinheit während des Rahmenversands zu einer oder zu mehreren Verarbeitungseinheiten geleitet. Insbesondere eine Verarbeitungseinheit, die als Verarbeitungseinrichtung für allgemeine Daten (General Data Handler, GDH) bezeichnet wird, umfasst eine Hauptverarbeitungseinheit und eine oder mehrere Nebenverarbeitungseinheiten, die hauptsächlich verwendet werden, um gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Rahmen weiterzuleiten.
Die API der bevorzugten Ausführungsform wird insbesondere von einer GPP verwendet, um Parameter zu konfigurieren, die den Pikocode beeinflussen, der ausgeführt wird, wenn ein bestimmter Netzwerkprozessor bestimmte Pakettypen sendet. Diese API ermöglicht einem Endanwender, eine anwenderspezifisch angepasste Tabelle zu konfigurieren, die einen Querbezug zwischen bestimmten Rahmentypen und einem Ziel-GPP herstellt, der zum Verarbeiten der entsprechenden bestimmten Rahmen vorgesehen ist. Auf diese Weise wird die Forderung nach dem vorsehen eines Protokollstapels in jedem GPP vermieden.
3 zeigt eine beispielhafte anwenderspezifisch angepasste Tabelle 100 zum Weiterleiten der bestimmten Rahmentypen über die API zu einem im Voraus festgelegten GPP. In der bevorzugten Ausführungsform ist die anwenderspezifisch angepasste Tabelle 100 eine ebene Tabelle, die in dem Speicher der NP-Einheit konfiguriert ist und Einträge enthält, die den klassifizierten speziellen Rahmentypen entsprechen, jedoch nicht auf Folgendes beschränkt sind: ein Punkt-zu-Punkt- (PPP) Steuertyp 102, unbekannte Datenrahmentypen 105 (d.h. Rahmen eines Protokolls, das von der NP-Einheit nicht verstanden wird), IP-Rahmentypen 107 und Rahmen 110 des Wrap-Typs (d.h. Rahmen, die von einer Vermittlungsstruktur an einer Eingangsseite des NP empfangen werden). Es ist klar, dass zusätzliche spezielle Rahmentypen, z.B. Protokolle der Schicht 3, für bestimmte Zielorte der GPPs in der anwenderspezifisch angepassten Tabelle, die in 3 dargestellt ist, abgebildet sein können. Es ist ferner klar, dass die anwenderspezifisch angepasste Tabelle 100 dann, wenn sie infolge von vielen Rahmentypeinträgen größer ist, in dem Speicher des NP in Form eines binären Baums konfiguriert sein kann, um das Nachschlagen in der Tabelle zu erleichtern. Für jeden Rahmen, der als ein spezieller Rahmentyp klassifiziert ist, gibt es einen entsprechenden Eintrag, vorausgesetzt, dass er Folgendes enthält: eine „Anschlussleisten"-Zieladresse (Target-"blade"-Adresse) 115, d.h. die Adresse des Elements der gedruckten Leiterplatte, das dem Ziel-GPP zur Verarbeitung des speziellen Rahmentyps zugeordnet ist; und eine Anschlussadresse 120 der NP-Einheit, die mit dem Ziel-GPP verbindet. Es ist klar, dass die Tabelle 100 bei einigen Ausführungsformen zudem zusätzliche Abbildungsdaten enthält.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird die anwenderspezifisch anpassbare Tabelle 100 in dem System 100 von dem GPP über die API zu jedem Netzwerkprozessor 125a, ..., 125n heruntergeladen. Es folgt eine beispielhafte API, die zum Konfigurieren der ebenen Tabelle realisiert ist:

– np_ims_customizedParms_configure()
– INPUTS: – number_TLVs – Anzahl der TLVs, die in dem Parameter *tlv enthalten sein werden – tlv -Zeiger zu einer Zeichenfolge der markierten Liste – Values (TLVs). Jede TLV besitzt die folgende Form: – Attr# length Value – Attr# Attributnummer aus zwei Oktetten, die den gespeicherten Wert beschreiben, siehe – np_types.h für mögliche – NP_ATTRNUM's length zwei Oktette der TLV-Länge, die die Länge der Felder Attr# und length enthalten – Value Feld mit variabler Länge; das einen gespeicherten Wert enthält – ctrl_info Steuerinformationen, die die erwarteten Charakteristiken der asynchronen Reaktion spezifizieren – OUTPUTS: – keine – RETURN VALUE: – np_return_code_t- – NP_RC_NOT_READY – IMS wurde nicht korrekt initialisiert – NP_RC_BADPARMS – falsche Parameter weitergegeben – NP_RC_MISCERR – während Konfiguration ist Fehler aufgetreten – NP_RC_SUCCESS – ASYNCH RESPONSE: – Diese API wird eine Reaktion auf die Beendigung des asynchronen Befehls liefern, wie in den Parametern np_msg_ctrl_info_s spezifiziert ist. – DESCRIPTION: – Diese API wird verwendet, um die anwenderspezifisch angepassten Parameter zu konfigurieren, um den Pikocode dorthin zu leiten, wohin PPP-Steuerpakete, IP-Pakete und unbekannte Datenpakete (z.B. Datenprotokolle, die von PPP, IP usw. verschieden sind) gesendet werden sollen. – Die folgenden TLVs sind für diese API gültig: – NP_ATTRNUM_PPPCONTROL_ADDR: 2 Bytes NP + 2 Bytes Anschluss – NP_ATTRNUM_IP_ADDR: 2 Bytes NP + 2 Bytes Anschluss – NP_ATTRNUM_UNKNOWN_DATA_ADDR: 2 Bytes NP + 2 Bytes Anschluss – NP_ATTRNUM_WRAP_ADDR: 2 Bytes NP + 2 Bytes Anschluss

Die vorhergehende beispielhafte API wird im Folgenden genauer beschrieben: Die API realisiert im Einzelnen einen Prozeduraufruf np_ims_customizedParms_configure, der in einer Ausführungsform in der Sprache C/C++ ausgeführt wird, um vom Anwender festgelegte Parameter zum Konfigurieren der anwenderspezifisch angepassten Tabelle von 3 zu empfangen. Zu diesen Parametern gehören z.B. eine Eingabe np_unit32number-TLVs, die die Anzahl von Werten der markierten Liste (TLVs) darstellt, die in einer TLV-Liste bereitgestellt werden und eine Initialisierung der Anzahl von bestimmten Rahmentypen erzeugen, die in der Tabelle konfiguriert werden sollen; eine Eingabe np_TLV_s*tlv, die einen Zeiger auf eine Zeichenfolge von TLV-Werten darstellt; und eine Eingabe np_msg_ctrl_info_s ctrl_info, die Steuerinformationen für eine asynchrone Systemreaktion darstellt, wie etwa eine Benachrichtigung, dass die API die anwenderspezifische Anpassung der Tabelle für den NP beendet hat. Bei der TLV-Wert-Zeichenfolge besitzt jede Zeichenfolge vorzugsweise die oben festgelegte Form
Attr# length Value
wobei Attr# eine Attributnummer (ein Oktett oder mehrere Oktette) darstellt, die das bestimmte Protokoll beschreibt, das konfiguriert werden soll, z.B. das PPP-Protokoll; length repräsentiert die physische Länge des Werts; und Value repräsentiert den tatsächlichen Wert des Protokollrahmentyps und umfasst eine Anzahl von Bytes, wobei z.B. zwei Bytes die "Anschlussleisten"-Adresse ("Blade"-Adresse) repräsentiert und eine andere Menge von Bytes z.B. den NP-Anschluss repräsentiert, der dem Ziel-GPP zugeordnet ist. Diese Werte werden zur Speicherung in einem Feld mit veränderlicher Länge heruntergeladen. Auf eine Kopfsatz-Datei np_types.h kann zum Aufrufen der möglichen Anzahl von TLVs Bezug genommen werden, und sie kann in Übereinstimmung mit der anwenderspezifisch angepassten Tabelle von 3 enthalten:
NP_ATTRNUM_'s mit zwei Byte NP-Adresse + zwei Byte Anschlussadresse, wie etwa NP_ATTRNUM_PPPPCONTROL_ADDR, NP_ATTRNUM_IP_ADDR, NP_ATTRNUM_UNKNOWN_DATA_ADDR und NP_ATTRNUM_WRAP_ADDR.
Weitere zum Herunterladen über die API konfigurierte Daten enthalten Steuerinformationen zum Spezifizieren von erwarteten asynchronen Reaktionscharakteristiken wie z.B. eine Benachrichtigung über die API, dass alle NPs in dem Netzwerk mit der anwenderspezifisch angepassten Tabelle konfiguriert worden sind. Ein Rückführungsparameter der API, der als np_return_code_t bezeichnet wird, leitet z.B. folgende Werte zurück: NP_RC_NOT_READY zum Anzeigen, dass ein bestimmtes Untersystem nicht richtig initialisiert wurde; NP_RC_BADPARMS zum Anzeigen, dass ein falscher Parameter weitergegeben wurde; NP_RC_MISCERR zum Anzeigen, dass während der Tabellenkonfiguration ein Fehler aufgetreten ist; und NP_RC_SUCCESS zum Anzeigen, dass die NP-Konfiguration erfolgreich war.
Nachdem der EPC jedes Netzwerkprozessors konfiguriert wurde, wird nun der Prozess 200 der Verteilung der Verarbeitung auf mehrere Universalprozessoren unter Bezugnahme auf 4 und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben.
In 4 ist ein erster Verarbeitungsschritt 203 dargestellt, der einen Netzwerkprozessor zeigt, der einen Rahmen vom Netzwerk empfängt. Im Schritt 205 wird der empfangene Rahmentyp durch eine Hardware-Klassifizierungseinrichtung der Netzwerkprozessor-Einheit klassifiziert und zu dem Pikocode des NP, der in der GDH ausgeführt wird, weitergeleitet. wenn die Hardware-Klassifizierungseinrichtung den Rahmen nicht klassifizieren konnte, wird er vom Pikocode klassifiziert. Anhand der Klassifizierung führt der Pikocode im Schritt 210 die Logik zum Ausführen eines Nachschlagens in der anwenderspezifisch angepassten Tabelle 100 (3) aus, die in den Datenspeicher des Netzwerkprozessors geladen wurde. Es ist klar, dass der Rahmentyp vorzugsweise als ein Index für die Tabelle 100 verwendet wird. Dann wird im Schritt 213 festgestellt, ob eine Übereinstimmung vorhanden ist, d.h., ob der Rahmen anhand seines Rahmentyps zu einem bestimmten GPP für eine spezielle Verarbeitung weitergeleitet werden muss. Wenn keine Übereinstimmung besteht, (d.h., es ist keine spezielle Verarbeitung erforderlich), verarbeitet der Netzwerkprozessor den Rahmen im Schritt 215. Wenn im Schritt 213 festgestellt wird, dass eine Übereinstimmung vorhanden ist, wird das Nachschlagen in der anwenderspezifisch angepassten Tabelle 100 ausgeführt, um die Ziel-GPP-Adresse und die Anschlussadresse für diesen Rahmentyp im Schritt 218 zu ermitteln, und der spezielle Rahmen wird unter Verwendung dieser Parameter im Schritt 220 an den geeigneten GPP weitergeleitet. Die unter Bezugnahme auf 4 beschriebene Verarbeitung hat vier mögliche Ergebnisse zur Folge: 1) das Paket wird zur Verarbeitung in den Netzwerkprozessor weitergeleitet; 2) das Paket wird zur Verarbeitung zu einem GPP umgeleitet; 3) das Paket wird verworfen; und 4) das Paket wird verworfen und eine unangeforderte Nachricht wird an den GPP gesendet.
Ein Beispiel für die Verwendung der Methodik der bevorzugten Ausführungsform, die in 4 dargestellt ist, wird nun für den Fall beschrieben, der eine Verarbeitung eines Rahmens des Punkt-zu-Punkt-Protokolls (PPP) beinhaltet. Der PPP-Rahmen wird durch den Netzwerkprozessor verarbeitet. Wenn der Rahmen ein PPP-Steuerrahmen ist, wird er auf der Grundlage der anwenderspezifisch angepassten Tabelle (3) zu dem konfigurierten GPP weitergeleitet. Wenn der Rahmen ein Rahmen der Schicht 3 ist, wird er vom Pikocode des Netzwerkprozessors der Schicht 2 zu der geeigneten Netzwerkprozessor-Komponente weitergeleitet. Wenn das Protokoll der Schicht 3 durch den Pikocode nicht verarbeitet wird, wird der Rahmen zu dem konfigurierten GPP für dieses Protokoll, der in der Nachschlagtabelle festgelegt ist, weitergeleitet. Wenn das Protokoll nicht freigegeben wurde, wird der Rahmen in einer Verwerfen-Warteschlange, die nicht gezeigt ist, angeordnet. Wenn der Rahmen nicht als Rahmen der Schicht 3 erkannt wird und das Verwerfen unbekannter PPP-Rahmen konfiguriert wurde, wird er in der Verwerfen-Warteschlange angeordnet. Andernfalls wird der Rahmen zu dem konfigurierten GPP für unbekannte/nicht erkannte PPP-Rahmen weitergeleitet, wie in der Nachschlagtabelle festgelegt ist.
Beispielhafte Aktionen, die unternommen werden, sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
Indem ein Netzwerkprozessor befähigt wird, eine Verarbeitung auf mehrere Universal-Prozessoren zu verteilen, und indem die Möglichkeit geschaffen wird zu konfigurieren, welcher NP in einer großen Netzumgebung bestimmte Operationen verarbeitet, ergibt sich offensichtlich vorteilhaft, dass weniger Protokollstapel in jedem Universal-Prozessor erforderlich sind, da jeder GPP nur für die Verarbeitung der bestimmten Rahmen ausgerüstet wird, die von dem NP in Übereinstimmung mit der anwenderspezifisch angepassten Tabelle, die in 3 veranschaulicht ist, weitergeleitet werden.

Claims

System zur Verteilung der Verarbeitung von Datenrahmen, die in einer verteilten Netzumgebung von einer Netzwerkprozessor-Einheit (die nachfolgend als NP-Einheit bezeichnet wird) (25a, 25b, 25c, ..., 25n) empfangen werden, die einen oder mehrere Universal-Steuerungsprozessoren (die im Weiteren als GPP bezeichnet werden) (15a, 15b, ..., 15n) umfasst, die wenigstens eine NP-Einheit steuern, wobei der Netzwerkprozessor NP einen Mechanismus zum Klassifizieren empfangener Datenrahmen und Mittel zum Weiterleiten empfangener Datenrahmen über eine Zielanschlussadresse an einen Ziel-GPP enthält, wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: eine konfigurierbare Tabelle (100), die in der wenigstens einen NP-Einheit realisiert ist, um Datenrahmen-Typen zu spezifizieren und um Datenrahmen eines spezifizierten Typs abzubilden, die an der NP-Einheit mit einer Zieladresse (115) und einer Zielanschlussadresse (120) empfangen werden, die einem Ziel-GPP zugeordnet sind, der für die Behandlung von Datenrahmen des spezifizierten Rahmentyps geeignet ist; und eine Anwendungsprogrammierungs-Schnittstelle für die anwenderspezifische Anpassung der konfigurierbaren Tabelle in der NP-Einheit auf die Zieladressen- und Zielanschlussadressen-Einträge durch einen GPP; wobei der Netzwerkprozessor NP ferner ein Mittel enthält, um jeden empfangenen Rahmen mit Einträgen in der konfigurierbaren Tabelle zu vergleichen, und wobei das Mittel zum Weiterleiten von Datenrahmen auf den klassifizierten Rahmentyp reagiert, der einen entsprechenden Eintrag in der Tabelle besitzt, wobei das Mittel so betrieben werden kann, dass es einen empfangenen Rahmen über eine entsprechende Zielanschlussadresse an einen entsprechenden Ziel-GPP weiterleitet, wobei der Ziel-GPP zur Behandlung/Weiterleitung von Datenrahmen des spezifizierten Typs vorgesehen ist.
System nach Anspruch 1, wobei ein spezifizierter Datenrahmen-Typ einen Datenrahmen eines Protokolls enthält, das von der NP-Einheit nicht erkannt wird.
System nach Anspruch 1, umfassend: ein konfigurierbares Mittel, das Rahmentypen eines Protokolls, das von der NP-Einheit nicht erkannt wird, in einer Verwerfen-Warteschlange anordnet.
System nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die konfigurierbare Tabelle in Form einer ebenen Tabelle aufgebaut ist, die im Speicher der NP-Einheit konfiguriert ist.
System nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die konfigurierbare Tabelle in Form einer Binärzeichenbaumstruktur aufgebaut ist, die im Speicher der NP-Einheit konfiguriert ist.
Verfahren zur Verteilung der Verarbeitung von Datenrahmen, die in einer verteilten Netzumgebung von einer Netzwerkprozessor-Einheit (die nachfolgend als NP-Einheit bezeichnet wird) (25a, 25b, 25c, ..., 25n) empfangen werden, die einen oder mehrere Universal-Steuerungsprozessoren (die im Weiteren als GPP bezeichnet werden) (15a, 15b, ..., 15n) umfasst, die eine oder mehrere NP-Einheiten steuern, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) in einem Netzwerkprozessor NP Empfangen von Datenrahmen, die jeweils einen Datenrahmen-Typ (203) besitzen; und b) Klassifizieren der empfangenen Datenrahmen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es ferner die folgenden Schritte umfasst: c) Bereitstellen einer Tabelle (100), die in der NP-Einheit realisiert ist, zum Spezifizieren von Datenrahmen-Typen und zum Abbilden von Datenrahmen eines spezifizierten Typs, die an der NP-Einheit mit einer Zieladresse (115) und einer Zielanschlussadresse (120) empfangen wurden, die einem Ziel-GPP zugeordnet sind, der den spezifizierten Rahmentyp verarbeiten kann; d) Vergleichen jedes empfangenen Rahmens mit Einträgen in der Tabelle (205); und e) wenn ein spezifizierter Rahmen in der Tabelle einen entsprechenden Eintrag besitzt, Weiterleiten des klassifizierten Datenrahmens des spezifizierten Typs an den Ziel-GPP über eine entsprechende Zielanschlussadresse, wobei der Ziel-GPP für eine Behandlung/Weiterleitung von Datenrahmen des spezifizierten Typs vorgesehen ist (220); wobei der Schritt c) den folgenden Schritt umfasst: Realisieren einer Anwendungsprogrammierungs-Schnittstelle zum Konfigurieren der Tabelle mit der Zieladresse und einer Zielanschlussadresse, die für jeden Eintrag eines spezifizierten Rahmentyps einem Ziel-GPP zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 6, das den Schritt des Bereitstellens einer konfigurierbaren Option umfasst, um Rahmentypen eines Protokolls, das von der NP-Einheit nicht erkannt wird, in einer Verwerfen-Warteschlange anzuordnen.
Anwendungsprogrammierungs-Schnittstelle zum Konfigurieren einer Netzwerkprozessor-Einheit (die nachfolgend als NP-Einheit bezeichnet wird) (25a, 25b, 25c, ..., 25n), die in einer verteilten Netzwerkumgebung betrieben wird, die einen oder mehrere Universal-Steuerungsprozessoren (die im Weiteren als GPP bezeichnet werden) (15a, 15b, ..., 15n) umfasst, die eine oder mehrere NP-Einheiten steuern, wobei die Anwendungsprogrammierungs-Schnittstelle dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schnittstelle umfasst: einen Mechanismus zum Erzeugen einer Datenstruktur zum Eingeben in die NP-Einheit, wobei die Datenstruktur einen oder mehrere Einträge besitzt, die in der Netzwerkumgebung einen Datenrahmen-Typ sowie eine zugeordnete Zieladresse (115) und eine Zielanschlussadresse (120) spezifizieren, die einem GPP zugeordnet ist, der zum Handhaben von Datenrahmen des spezifizierten Rahmentyps geeignet ist; und eine Einheit zum Erzeugen einer kundenspezifisch angepassten Tabelle (100) aus der erzeugten Datenstruktur und zum Eingeben der kundenspezifisch angepassten Tabelle in einen Speicher der NP-Einheit, wodurch nachfolgende Tabellenaufrufe in der Tabelle ausgeführt werden, um Datenrahmen eines spezifizierten Rahmentyps über eine Zielanschlussadresse an einen zugeordneten GPP weiterzuleiten.
Anwendungsprogrammierungs-Schnittstelle nach Anspruch 8, wobei die Datenstruktur eine Folge von markierten Listenwerten enthält, wobei jeder markierte Listenwert ein Attributfeld, das angibt, dass ein spezifizierter Rahmentyp in der Tabelle enthalten sein soll, ein Längenfeld, das eine Länge des markierten Listenwerts angibt, und ein Wertfeld zum Spezifizieren eines Ziels, das mit der Zieladresse und der Zielanschlussadresse für den spezifizierten Rahmentyp verbunden ist, enthält.
Programmspeichereinheit, die von einem Rechner gelesen werden kann, der konkret ein Programm aus Anweisungen beinhaltet, die durch den Rechner ausgeführt werden können, um Verfahrensschritte zum Konfigurieren einer in einer verteilten Netzwerkumgebung betriebenen Netzwerkprozessor-Einheit (die nachfolgend als NP-Einheit bezeichnet wird) (25a, 25b, 25c, ..., 25n) auszuführen, die einen oder mehrere Universal-Steuerungsprozessoren (die im Weiteren als GPP bezeichnet werden) (15a, 15b, ..., 15n) umfasst, die eine oder mehrere NP-Einheiten steuern, wobei die Programmspeichereinheit dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verfahrensschritte umfassen: a) Erzeugen einer Datenstruktur zum Eingeben in die NP-Einheit, wobei die Datenstruktur einen oder mehrere Einträge besitzt, die in der Netzwerkumgebung einen Datenrahmen-Typ sowie eine zugeordnete Zieladresse (115) und eine Zielanschlussadresse (120), die einem GPP zugeordnet ist, spezifizieren, der zum Handhaben von Datenrahmen des spezifizierten Rahmentyps geeignet ist; und b) Erzeugen einer kundenspezifisch angepassten Tabelle (100) aus der erzeugten Datenstruktur und Eingeben der kundenspezifisch angepassten Tabelle in eine NP-Speichereinheit, wodurch nachfolgende Tabellenaufrufe in der Tabelle ausgeführt werden, um Datenrahmen eines spezifizierten Rahmentyps über eine Zielanschlussadresse an einen zugeordneten GPP weiterzuleiten.
Programmspeichereinheit, die von einem Rechner gelesen werden kann, nach Anspruch 10, wobei die Datenstruktur eine Folge von markierten Listenwerten enthält, wobei jeder markierte Listenwert ein Attributfeld, das angibt, dass ein spezifizierter Rahmentyp in der Tabelle enthalten sein soll, ein Längenfeld, das eine Länge des markierten Listenwerts angibt, und ein Wertfeld zum Spezifizieren eines Ziels, das mit der Zieladresse und der Zielanschlussadresse für den spezifizierten Rahmentyp verbunden ist, enthält.