專利名稱：一種家庭網(wǎng)關(guān)及其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種家庭網(wǎng)關(guān)及其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備的種類越來(lái)越多，而人們對(duì)家庭網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品的性能要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的家庭網(wǎng)關(guān)中數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)方式都是要通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)的cpu，進(jìn)入到Iinux的協(xié)議棧進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)包通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)時(shí)，要經(jīng)過(guò)很多路徑和相關(guān)的規(guī)則匹配，這樣就會(huì)消耗大量的時(shí)間，尤其是一些類型相同的數(shù)據(jù)包短時(shí)間內(nèi)需要多次轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，大量的數(shù)據(jù)包占用比較大的系統(tǒng)資源的同時(shí)，不必要的重復(fù)的匹配過(guò)程也會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的頻率和網(wǎng)關(guān)的性能。如果能想到一個(gè)將這些類型相同的數(shù)據(jù)包快速的進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的方法，則提高了家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備的性能?，F(xiàn)有技術(shù)中有采用軟件進(jìn)行加速的方式，但是占用cpu資源的問(wèn)題還是解決不了，cpu占用率過(guò)高，反而會(huì)影響到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的速度。有些也會(huì)在部分設(shè)備如交換機(jī)上增加加速功能，但現(xiàn)在網(wǎng)關(guān)對(duì)交換機(jī)要求也更高，需要千兆，交換機(jī)芯片自已的處理已不夠用了，難以承受加速帶來(lái)的壓力。而且這種設(shè)計(jì)擴(kuò)展性不大，往往處理能力有限，無(wú)法滿足現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種家庭網(wǎng)關(guān)及其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，提高數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)速度，提高家庭網(wǎng)關(guān)的工作性能。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種家庭網(wǎng)關(guān)，包括第一 CPU，還包括第二 CPU ；
所述第二 CPU，用于首先接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包，對(duì)該數(shù)據(jù)包的類型進(jìn)行識(shí)別并判斷該數(shù)據(jù)類型是否已被編碼，若已被編碼，則獲取所存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)路由規(guī)則并據(jù)此直接將當(dāng)前數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至交換機(jī)；若未被編碼，則將當(dāng)前數(shù)據(jù)包發(fā)送至第一 CPU ；
所述第一 CPU，用于接收第二 CPU發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)包，對(duì)該數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼排序并通過(guò)協(xié)議棧轉(zhuǎn)發(fā)至交換機(jī)；同時(shí)，記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)包的編碼信息及路由規(guī)則并交由第二 CPU存儲(chǔ)。其中，所述第一 CPU，還用于對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在當(dāng)前數(shù)據(jù)流量超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)將所記錄的編碼信息及路由規(guī)則交由第二 CPU存儲(chǔ)。其中，所述第二 CPU還用于采用延時(shí)刪除方式來(lái)定時(shí)整理所存儲(chǔ)的路由規(guī)則對(duì)應(yīng)表。其中，所述第二 CPU包括數(shù)據(jù)包輸入接口、數(shù)據(jù)包輸出接口及路由規(guī)則存儲(chǔ)器；所述路由規(guī)則存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包的編碼信息及對(duì)應(yīng)的路由規(guī)則。一種如上所述家庭網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，包括步驟
在家庭網(wǎng)關(guān)接收到新的數(shù)據(jù)包時(shí)，將該數(shù)據(jù)包先發(fā)送給第二 CPU ；
第二 CPU對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)包的類型進(jìn)行識(shí)別并判斷該數(shù)據(jù)類型是否已被編碼，若已被編碼，則獲取所存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)路由規(guī)則，并據(jù)此直接轉(zhuǎn)發(fā)當(dāng)前的數(shù)據(jù)包至交換機(jī)；若未被編碼，則將當(dāng)前的數(shù)據(jù)包發(fā)送至第一 CPU ；
第一 CPU對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼排序，并將當(dāng)前的數(shù)據(jù)包通過(guò)協(xié)議棧按序轉(zhuǎn)發(fā)至交換機(jī)；同時(shí)，記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)包的編碼信息及該數(shù)據(jù)包在協(xié)議棧中的路由規(guī)則并交由第二 CPU存儲(chǔ)。其中，第一 CPU在將編碼信息及路由規(guī)則交由第二 CPU存儲(chǔ)之前，先對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在當(dāng)前數(shù)據(jù)流量超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)再將當(dāng)前記錄的編碼信息及路由規(guī)則交由第二 CPU存儲(chǔ)。其中，還包括第二 CPU定時(shí)整理所存儲(chǔ)的路由規(guī)則對(duì)應(yīng)表。
其中，所述路由規(guī)則對(duì)應(yīng)表中的表項(xiàng)采用延時(shí)刪除方式整理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例具有以下有益效果。與現(xiàn)有的家庭網(wǎng)關(guān)相比，本發(fā)明增加了一個(gè)低成本的CPU (稱為第二 CPU)，專用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)家庭網(wǎng)關(guān)在接收到來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包后，第二 CPU對(duì)該數(shù)據(jù)包與本地存儲(chǔ)的路由規(guī)則進(jìn)行匹配，若匹配成功，則直接從交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)；若匹配不成功，則交由第一 CPU，由(PU通過(guò)協(xié)議棧進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)記錄下路由規(guī)則，這樣下次再有相同類型的數(shù)據(jù)包通過(guò)時(shí)就可以直接通過(guò)第二 CPU轉(zhuǎn)發(fā)了。通過(guò)這種方式達(dá)到硬件加速的目的，在加速的過(guò)程中不占用主CPU的資源，大大提高了數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)速度；且由于第二 CPU僅用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，因而對(duì)其要求并不高，實(shí)現(xiàn)成本較低。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的家庭網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本實(shí)施例中，家庭網(wǎng)關(guān)中已有的CPU稱為主CPU，增加的CPU稱為加速CPU。如圖I所示，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，借助家庭網(wǎng)關(guān)中加速CPU對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由規(guī)則匹配過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵是在家庭網(wǎng)關(guān)的加速CPU中增設(shè)數(shù)據(jù)包輸入、輸出接口以及路由規(guī)則存儲(chǔ)器，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行如下步驟。101、家庭網(wǎng)關(guān)接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包。102、將數(shù)據(jù)包發(fā)送給加速CPU。103、加速CPU對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)包的類型進(jìn)行識(shí)別，并判斷該數(shù)據(jù)類型是否已被編碼，若已被編碼，則執(zhí)行步驟104 ;若未被編碼，則執(zhí)行步驟105。104、加速CPU依據(jù)編碼序號(hào)從路由規(guī)則存儲(chǔ)器中查找存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)的路由規(guī)則，匹配成功后直接由加速CPU輸出接口輸出當(dāng)前數(shù)據(jù)包，之后執(zhí)行步驟107。105、加速CPU將當(dāng)前數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至主CPU，并執(zhí)行步驟106。106、主CPU對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼排序，并將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給協(xié)議棧,通過(guò)協(xié)議棧輸出數(shù)據(jù)包；與此同時(shí)，記錄此數(shù)據(jù)包的編碼信息及其在協(xié)議棧中的路由規(guī)則并將記錄信息交由加速CPU，加速CPU將信息存儲(chǔ)在路由規(guī)則存儲(chǔ)器中，用以下次相同類型數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)用。107、等待接收下一個(gè)數(shù)據(jù)包。在上述流程中，主CPU在通過(guò)Iinux協(xié)議棧進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的同時(shí)還可統(tǒng)計(jì)當(dāng)前數(shù)據(jù)流量，如果當(dāng)前數(shù)據(jù)流量超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，則將記錄的編碼信息及路由規(guī)則交由加速CPU存儲(chǔ)，這樣之后可通過(guò)加速CPU來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)相同類型的數(shù)據(jù)包，減輕主CPU的壓力；如果當(dāng)前數(shù)據(jù)流量未超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，說(shuō)明主CPU的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)速度已滿足使用需求，則不必將路由規(guī)則等信息發(fā)送給加速CPU，而一直通過(guò)主CPU轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包即可。本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)，數(shù)據(jù)包進(jìn)來(lái)后就與路由規(guī)則存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的路由規(guī)則進(jìn)行匹配，如果能夠匹配成功，則直接從加速CPU中進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，如果匹配不成功，則將進(jìn)入Iinux協(xié)議棧，通過(guò)Iinux協(xié)議棧進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，并將這個(gè)路由規(guī)則記錄到路由規(guī)則存儲(chǔ)器的規(guī)則表中，下次再有相同類型的數(shù)據(jù)包通過(guò)時(shí)，就可以直接通過(guò)加速CPU轉(zhuǎn)發(fā)了。如果經(jīng)過(guò)一段時(shí)間沒有相關(guān)的數(shù)據(jù)包通過(guò)，相關(guān)的規(guī)則將 會(huì)超時(shí)并從規(guī)則表中刪除，由于加速CPU在數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的開始階段，所以匹配的規(guī)則不能太多，太多的話查找時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，加大存儲(chǔ)器的負(fù)荷，這樣反而影響性能。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種家庭網(wǎng)關(guān)，包括第一 CPU，其特征在于，還包括第二 CPU ； 所述第二 CPU，用于首先接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包，對(duì)該數(shù)據(jù)包的類型進(jìn)行識(shí)別并判斷該數(shù)據(jù)類型是否已被編碼，若已被編碼，則獲取所存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)路由規(guī)則并據(jù)此直接將當(dāng)前數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至交換機(jī)；若未被編碼，則將當(dāng)前數(shù)據(jù)包發(fā)送至第一 CPU ； 所述第一 CPU，用于接收第二 CPU發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)包，對(duì)該數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼排序并通過(guò)協(xié)議棧轉(zhuǎn)發(fā)至交換機(jī)；同時(shí)，記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)包的編碼信息及路由規(guī)則并交由第二 CPU存儲(chǔ)。
2.如權(quán)利要求I所述的家庭網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述第一CPU，還用于對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在當(dāng)前數(shù)據(jù)流量超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)將所記錄的編碼信息及路由規(guī)則交由第二 CPU存儲(chǔ)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的家庭網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述第二CPU還用于采用延時(shí)刪除方式來(lái)定時(shí)整理所存儲(chǔ)的路由規(guī)則對(duì)應(yīng)表。
4.如權(quán)利要求I所述的家庭網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述第二CPU包括數(shù)據(jù)包輸入接口、數(shù)據(jù)包輸出接口及路由規(guī)則存儲(chǔ)器；所述路由規(guī)則存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包的編碼信息及對(duì)應(yīng)的路由規(guī)則。
5.一種家庭網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征在于，該方法包括步驟 在家庭網(wǎng)關(guān)接收到新的數(shù)據(jù)包時(shí)，將該數(shù)據(jù)包先發(fā)送給第二 CPU ； 第二 CPU對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)包的類型進(jìn)行識(shí)別并判斷該數(shù)據(jù)類型是否已被編碼，若已被編碼，則獲取所存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)路由規(guī)則，并據(jù)此直接轉(zhuǎn)發(fā)當(dāng)前的數(shù)據(jù)包至交換機(jī)；若未被編碼，則將當(dāng)前的數(shù)據(jù)包發(fā)送至第一 CPU ； 第一 CPU對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼排序，并將當(dāng)前的數(shù)據(jù)包通過(guò)協(xié)議棧按序轉(zhuǎn)發(fā)至交換機(jī)；同時(shí)，記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)包的編碼信息及該數(shù)據(jù)包在協(xié)議棧中的路由規(guī)則并交由第二 CPU存儲(chǔ)。
6.如權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征在于，該方法中，第一CPU在將編碼信息及路由規(guī)則交由第二 CPU存儲(chǔ)之前，先對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在當(dāng)前數(shù)據(jù)流量超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)再將當(dāng)前記錄的編碼信息及路由規(guī)則交由第二 CPU存儲(chǔ)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征在于，該方法還包括第二 CPU定時(shí)整理所存儲(chǔ)的路由規(guī)則對(duì)應(yīng)表。
8.如權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征在于，所述路由規(guī)則對(duì)應(yīng)表中的表項(xiàng)采用延時(shí)刪除方式整理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種家庭網(wǎng)關(guān)及其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)的方法，所述方法包括步驟啟動(dòng)第二CPU的數(shù)據(jù)包快速轉(zhuǎn)發(fā)功能；在家庭網(wǎng)關(guān)接收到新的數(shù)據(jù)包時(shí)，將該數(shù)據(jù)包先發(fā)送給第二CPU；第二CPU對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)包的類型進(jìn)行識(shí)別并判斷該數(shù)據(jù)類型是否已被編碼，若已被編碼，則獲取所存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)路由規(guī)則，并據(jù)此直接轉(zhuǎn)發(fā)當(dāng)前的數(shù)據(jù)包至交換機(jī)；若未被編碼，則將當(dāng)前的數(shù)據(jù)包發(fā)送至第一CPU；第一CPU對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼排序，并將當(dāng)前的數(shù)據(jù)包通過(guò)協(xié)議棧按序轉(zhuǎn)發(fā)至交換機(jī)；同時(shí)，記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)包的編碼信息及該數(shù)據(jù)包在協(xié)議棧中的路由規(guī)則并交由第二CPU存儲(chǔ)。本發(fā)明大大提高了數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)速度，且實(shí)現(xiàn)成本較低。
文檔編號(hào)H04L12/66GK102624628SQ20121007775
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者王金桂, 胡一報(bào) 申請(qǐng)人:深圳市共進(jìn)電子股份有限公司