用于网络功能虚拟平台的多层服务质量(QoS)制造技术

本申请公开用于网络功能虚拟平台的多层服务质量(QoS)，提供用于网络功能虚拟化(NFV)的虚拟化平台。虚拟化平台可包括耦合至加速协处理器的主处理器。加速协处理器可为可重新配置的集成电路，以帮助提供改进的NFV的灵活性和敏捷性。在NFV平台处的流量可由分布式服务质量(QoS)管理器控制。分布式QoS管理器可包括多个QoS模块，多个QoS模块中的每个用于独立于其相关联的组件或接口而执行优先级排队。例如，NFV平台可包括用于在多个虚拟机之间仲裁的第一QoS模块、用于针对在外部网络端口处接收的数据包执行优先级排队的第二QoS模块、用于对在协处理器外部存储器接口处的存储器访问之间仲裁的第三QoS模块、用于对在多个硬件加速片之间访问仲裁的第四QoS模块等。

Multi layer quality of service (QoS) for network functional virtual platform

【技术实现步骤摘要】
用于网络功能虚拟平台的多层服务质量(QoS)本申请是申请日为2016年5月13日的名称为“用于网络功能虚拟平台的多层服务质量(QoS)”的中国专利申请201610315633.0的分案申请。本申请要求在2015年5月28日提交的美国专利申请NO.14/724,089的优先权，该美国专利申请通过引用以其整体并入本文。
本专利技术的实施例涉及网络功能虚拟化(NFV)，并且更具体地涉及用于NFV的硬件加速。
技术介绍
互联网的发展已经帮助创建将全球范围内的数十亿台设备链接在一起的网络的网络。通常，最快和最可靠的网络利用定制的专用集成电路(ASIC)和专用硬件建成。因此，大型企业网络通常类似于复杂的单片系统。在此类自定义系统中，临时添加功能和对这些系统进行改变同时确保网络不遭受任何干扰是非常具有挑战性的。由于最近的网络专注于商品计算硬件的进步，先前只能够通过专有的专用硬件而被提供的服务现在可以通过利用标准信息技术(IT)的虚拟化技术使用在商品硬件上运行的软件来提供，标准信息技术(IT)的虚拟化技术运行在大容量服务器、交换机和存储硬件上以虚拟化网络功能。通过利用标准IT虚拟化技术来将不同类型的网络设备整合到商用“现成的”大容量服务器、交换机和存储装置上，网络功能诸如网络地址转换(NAT)、防火墙、入侵检测、域名服务(DNS)、负载均衡和高速缓存(仅举几例)可以从专有硬件被解耦并且代替地可以以软件运行。这种在商品硬件上的网络功能的虚拟化有时被称为网络功能虚拟化(NFV)。为了开发完全虚拟化的基础设施，领先的服务供应商已经走到一起并创建了用于网络功能虚拟化(NFV)的欧洲电信标准协会(ETSI)行业规范组(ISG)。该行业规范组已帮助创建了用于虚拟化电信网络内的各种功能的体系结构和相关要求。网络功能虚拟化的益处包含降低资本支出(即，通过减少购买专用硬件的需求)、运营支出(即，通过减少空间、电力和冷却要求)、减少进入市场的时间(即，加速部署)、提高了解决不断变化的需求的灵活性等。正是在这种背景下，出现了本文所描述的实施例。
技术实现思路
本专利技术提供一种网络功能虚拟化(NFV)平台，其包括耦合至充当硬件加速器的可重新配置的协处理器的主处理器。协处理器可以包括虚拟功能硬件加速器，所述虚拟功能硬件加速器用于提高在主处理器上运行的至少一些虚拟机的性能。根据一个实施例，NFV平台可被提供有多层服务质量(QoS)管理器，所述多层服务质量(QoS)管理器具有遍及主处理器和协处理器分布的多个独立操作的QoS模块。协处理器可以至少包括接收来自多个虚拟机的服务请求的第一电路(例如，直接存储器存取引擎)和接收来自外部数据端口的数据包的第二电路(例如，输入-输出电路)。可以使用虚拟机管理器(VMM)QoS模块来调度来自多个虚拟机的服务请求，而可以使用独立于VMMQoS模块而操作的网络入口/出口QoS模块来管理在外部数据端口的流量。根据另一实施例，可以使用相应的专用服务等级(CoS)QoS模块来安排来自每个虚拟机的服务请求的优先级。DMA引擎也可以包括使用VMMQoS模块来管理的多个输入队列和使用数据交换QoS模块来管理的多个输出队列。协处理器也可以包含数据交换电路，所述数据交换电路被耦合至DMA引擎和输入-输出电路并且与虚拟功能硬件加速器直接通信。具体地，使用硬件加速器输入/输出QoS模块来管理在数据交换电路处与虚拟功能硬件加速器的通信。协处理器还可以包括用于与外部存储器组件通信的存储器控制器，其中使用外部存储器QoS模块来安排在所述存储器控制器处的存储器访问请求的优先级。在主处理器和协处理器中的VMMQoS模块、服务等级QoS模块、网络入口/出口QoS模块、数据交换QoS模块、硬件加速器输入/输出QoS模块、外部存储器QoS模块和/或其它QoS模块可以彼此独立地被操作，以使用以分层方式的多层QoS管理器来同时处理来自多个源的访问请求，从而帮助满足所需要的网络性能。通过随附附图和以下详细的描述，本专利技术的进一步特征、其本质和各种优点将更加明显。附图说明图1是根据实施例示出网络功能虚拟化(NFV)的示意图。图2是根据实施例的说明性可编程集成电路的示意图。图3是根据实施例的包括被耦合至可编程硬件加速器的中央处理单元(CPU)的说明性NFV平台的示意图。图4是根据实施例示出虚拟机如何可以被提供有说明性服务等级(CoS)服务质量(QoS)模块的示意图。图5是根据实施例示出说明性的直接存储器存取引擎如何可以被提供有虚拟机(VM)QoS模块和数据交换QoS模块的示意图。图6A是根据实施例示出的输入-输出电路如何可被提供有网络入口QoS模块的示意图。图6B是根据实施例示出的输入-输出电路如何可被提供有网络出口QoS模块的示意图。图7是根据实施例示出的与多个虚拟功能硬件加速器交接的数据交换电路如何可被提供有硬件加速器输入QoS模块和硬件加速器输出QoS模块的示意图。图8是根据实施例示出的说明性存储器控制器如何可以被提供有外部存储器QoS模块的示意图。图9是根据实施例示出的可以被用于管理图3所示类型的NFV平台的说明性多层QoS的示意图。具体实施方式本专利技术的实施例涉及网络功能虚拟化(NFV)，并且更具体地涉及用于NFV的硬件加速。本领域的技术人员将认识到，本专利技术的示例性实施例可以在没有这些具体细节的一些或全部的情况下来实施。在其它实例中，众所周知的操作没有被详细描述，以免不必要地模糊本专利技术的实施例。通常，使用零散的非商品硬件来创建复杂的网络。当扩展或升级网络时，需要安装新的专用硬件，这不仅增加现有供应商的部署成本，而且对新供应商呈现出大的进入壁垒，限制了创新和竞争。为了加快新网络服务的部署，以满足不断增长的提高网络速度和可靠性的消费者需求，供应商(例如，电信运营商或服务提供商，诸如AT&T、Verizon、BritishTelecom等)已经走到一起并创建了欧洲电信标准协会(ETSI)行业规范组(ISG)。自此以来，ETSIISG已引进了可应用到联网(networking)技术以形成更智能和更灵活的服务基础设施的虚拟化技术。运行网络功能诸如通常由专用路由器、防火墙、负载均衡器、内容分发网络(CDN)、宽带网络网关(BNG)、网络地址转换器(NAT)、域名系统(DNS)以及在商品硬件上以软件形式的其它联网设备所执行的那些网络功能的这种概念有时被称为网络功能虚拟化(NFV)。网络功能虚拟化的概念在图1中被示出。如图1的系统100所示，NFV允许由多个独立供应商提供的服务单独运行在云102中的一个或多个虚拟应用104上。实际上，由不同软件供应商提供的网络服务可以使用运行在商用的现成硬件上的虚拟应用104来实现，所述硬件包括但不限于标准大容量交换机106、标准大容量存储器108和标准大容量服务器110(例如，网络功能可以被编排并被远程地安装在商品物理基础设施上而不是在更昂贵的制造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路，其包括：/n第一电路，其接收来自多个虚拟机的服务请求，其中使用虚拟机管理器服务质量模块即VMM QoS模块来调度所述服务请求；以及/n第二电路，其接收来自外部数据端口的数据包，其中使用不同于所述虚拟机管理器QoS模块的网络入口-出口服务质量模块即网络入口-出口QoS模块来管理在所述外部数据端口处的流量。/n

【技术特征摘要】
20150528 US 14/724,0891.一种集成电路，其包括：
第一电路，其接收来自多个虚拟机的服务请求，其中使用虚拟机管理器服务质量模块即VMMQoS模块来调度所述服务请求；以及
第二电路，其接收来自外部数据端口的数据包，其中使用不同于所述虚拟机管理器QoS模块的网络入口-出口服务质量模块即网络入口-出口QoS模块来管理在所述外部数据端口处的流量。


2.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述虚拟机管理器QoS模块独立于所述网络入口-出口QoS模块而操作。


3.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述第一电路包括直接存储器存取引擎即DMA引擎，并且其中所述DMA引擎包括：
使用所述虚拟机管理器QoS模块来管理的多个输入队列；以及
使用独立于所述VMMQoS模块而操作的数据交换服务质量模块即数据交换QoS模块来管理的多个输出队列。


4.根据权利要求1所述的集成电路，其还包括：
数据交换电路，其被耦合至所述第一电路和所述第二电路并与所述集成电路内的多个虚拟功能硬件加速器直接通信，其中使用独立于所述虚拟机管理器QoS模块和所述网络入口-出口QoS模块而操作的硬件加速器输入-输出QoS模块来管理在所述数据交换电路处与所述多个虚拟功能硬件加速器的通信。


5.根据权利要求1所述的集成电路，其还包括：
用于与外部存储器装置通信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张芥凡，A·库格尔，A·陈，M·J·路易斯，A·H·瑞比，
申请(专利权)人：阿尔特拉公司，
类型：发明
国别省市：美国;US