專利名稱：一種表項(xiàng)內(nèi)容的高速查找方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種表項(xiàng)內(nèi)容的查找方法。
背景技術(shù)：
高速查找是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的一個(gè)重要功能，無論是路由轉(zhuǎn)發(fā)還是規(guī)則匹配，都需要在大量表項(xiàng)中進(jìn)行搜索。目前實(shí)現(xiàn)高速查找的方法通常有兩種(1)優(yōu)化查找算法。目前已經(jīng)存在多種高速查找的算法，這些算法比較方便移植，在各種硬件平臺上都可以應(yīng)用。但是算法性能受表項(xiàng)內(nèi)容的大小和復(fù)雜度的影響較大，查找時(shí)間不穩(wěn)定，而且為了達(dá)到較優(yōu)的查找性能，通常需要復(fù)雜耗時(shí)的預(yù)處理，使得表項(xiàng)更新速度變慢。此外，多數(shù)算法為了提高速度，都采用了用空間換時(shí)間的方法，對存儲器的容量需求比較大，因此無論算法是軟件，即運(yùn)行在通用中央處理器(Central Process Unit，CPU)上的程序?qū)崿F(xiàn)或硬件，如網(wǎng)絡(luò)處理器(Network Processor，NP)或其它專用硬件芯片實(shí)現(xiàn)，其表項(xiàng)通常都存儲在大容量的動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(Dynamic Random AccessMemory，DRAM)中，但是DRAM的訪問性能比較低，影響了查找速度的提高。
(2)使用內(nèi)容可尋址存儲器(Content Addressable Memory，CAM)器件存儲表項(xiàng)內(nèi)容。CAM是一種特殊的存儲器件，可并行地對所有存儲表項(xiàng)與輸入的關(guān)鍵字進(jìn)行內(nèi)容匹配，已廣泛應(yīng)用于高速搜索處理中，具有速度快(每秒可進(jìn)行上百萬次搜索)，查表時(shí)間恒定(并行處理，與表項(xiàng)數(shù)目無關(guān))等優(yōu)點(diǎn)。但是，CAM器件的容量不大(現(xiàn)有CAM器件的容量一般在9M bit以下)，且價(jià)格昂貴。如果通過增加數(shù)量的方式來增加容量，由于其成本本來就相對較高，增加數(shù)量后成本的增加往往令人難以接受。而且，數(shù)量的增加還在功耗，體積等方面增加了硬件設(shè)計(jì)的難度，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種表項(xiàng)內(nèi)容的高速查找方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的在實(shí)現(xiàn)表項(xiàng)內(nèi)容的查找時(shí)軟件查找性能低或者硬件實(shí)現(xiàn)成本高，難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要的問題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種表項(xiàng)內(nèi)容的查找方法，所述方法包括將表項(xiàng)的全部或者部分關(guān)鍵字存儲于CAM，將表項(xiàng)內(nèi)容存儲于DRAM；利用待查找的關(guān)鍵字查找CAM，獲取關(guān)鍵字的索引，根據(jù)所述索引生成DRAM的對應(yīng)地址，并讀取所述地址的DRAM空間，獲取所述地址對應(yīng)的表項(xiàng)內(nèi)容。
當(dāng)實(shí)現(xiàn)IPMAC綁定時(shí)，將IP地址存儲于CAM，將媒體接入控制地址(MediaAccess Conrtol，MAC)、接口或者虛擬標(biāo)識(Virtual Identifier，VID)信息存儲于DRAM。
所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)實(shí)現(xiàn)流量管理控制功能時(shí)，將IP地址存儲在CAM中，將流量管理參數(shù)存儲于DRAM。
本發(fā)明通過CAM器件和通用的DRAM存儲器，實(shí)現(xiàn)了合理的資源分配，為高速查找提供速度和容量都可滿足需求且可行的存儲器資源，可根據(jù)實(shí)際表項(xiàng)的內(nèi)容和查表方式靈活調(diào)整，具有良好的可擴(kuò)展性。


圖1是本發(fā)明提供的表項(xiàng)內(nèi)容存儲原理圖；圖2是在本發(fā)明中當(dāng)IPMAC綁定時(shí)的表項(xiàng)內(nèi)容存儲原理圖。
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，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。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。
如圖1所示，在本發(fā)明中，CAM器件中存儲查找的全部或部分關(guān)鍵字，DRAM中存儲表項(xiàng)內(nèi)容。當(dāng)查找的關(guān)鍵字可全部放在CAM中時(shí)，只需訪問一次CAM即可獲得索引。若查找的關(guān)鍵字較多時(shí)，則將部分關(guān)鍵字存放于CAM，而關(guān)鍵字的其它部分存放于DRAM中。查找時(shí)先在CAM中查找，縮小查找的關(guān)鍵字位寬，獲得索引。在獲得索引后，再根據(jù)索引直接讀取DRAM的對應(yīng)地址即可獲得DRAM該地址對應(yīng)的表項(xiàng)內(nèi)容。由于CAM中只存放部分或全部關(guān)鍵字，而表項(xiàng)的大部分內(nèi)容都存儲在DRAM中，因此可以支持更多的表項(xiàng)。同時(shí)，由于使用CAM查表替代復(fù)雜的算法，查找的效率也得到很大提高。
參見圖2，以常見的網(wǎng)際協(xié)議(Internet Proctocol，IP)媒體接入控制(MediaAccess Conrtol，MAC)綁定功能為例。在網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備中，IPMAC綁定常用于檢測和防止IP欺騙，要求數(shù)據(jù)報(bào)文的源IP地址必須和源MAC地址為同一源主機(jī)的地址。假設(shè)IP地址A和MAC地址B綁定，那么源IP地址為A的報(bào)文的源MAC地址若不為B，則被認(rèn)為是非法報(bào)文。除MAC地址外，IP還可與物理接口、虛擬標(biāo)識(Virtual Identifier，VID)等信息綁定。
IP地址為32位，其可能值有232個(gè)，但由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備收到的非本局域網(wǎng)內(nèi)IP的報(bào)文都是由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)而來，因此表項(xiàng)的數(shù)目不可能大于本局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)的個(gè)數(shù)，在實(shí)際環(huán)境中通常數(shù)目不大。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在表項(xiàng)設(shè)計(jì)中，將IP地址存儲在CAM中，利用CAM實(shí)現(xiàn)高速匹配。由于表項(xiàng)位寬小，且數(shù)目少，占用CAM空間較少。而MAC地址、接口、VID等占用空間較多，則存儲在DRAM。由于可以利用CAM查表結(jié)果直接索引并從DRAM讀取數(shù)據(jù)，無需多次訪問，整體查表的速度可以達(dá)到最大。
假設(shè)在同一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上還需要做流量管理，流分類依據(jù)IP地址進(jìn)行，而流量管理的參數(shù)為256位。
作為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，如圖2所示，在表項(xiàng)設(shè)計(jì)中，將IP地址存儲在CAM中，利用CAM實(shí)現(xiàn)高速匹配。將256位的流量管理參數(shù)存儲在DRAM中。由于可以利用CAM查表結(jié)果直接索引，可以一次突發(fā)即從DRAM讀取所有數(shù)據(jù)，減少了DRAM操作中激活、充電等操作所帶來的開銷，提升了查找效率。
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
1.一種表項(xiàng)內(nèi)容的高速查找方法，其特征在于，所述方法包括將表項(xiàng)的全部或者部分關(guān)鍵字存儲于CAM，將表項(xiàng)內(nèi)容存儲于DRAM；利用待查找的關(guān)鍵字查找CAM，獲取關(guān)鍵字的索引，根據(jù)所述索引生成DRAM的對應(yīng)地址，并讀取所述地址的DRAM空間，獲取所述地址對應(yīng)的表項(xiàng)內(nèi)容。
2.如權(quán)利要求1所述的表項(xiàng)內(nèi)容的查找方法，其特征在于，當(dāng)實(shí)現(xiàn)IPMAC綁定時(shí)，將IP地址存儲于CAM，將MAC地址、接口或者VID信息存儲于DRAM。
3.如權(quán)利要求2所述的表項(xiàng)內(nèi)容的查找方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)實(shí)現(xiàn)流量管理控制功能時(shí)，將IP地址存儲在CAM中，將流量管理參數(shù)存儲于DRAM。
全文摘要
本發(fā)明適用于網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，提供了一種表項(xiàng)內(nèi)容的高速查找方法，所述方法包括將表項(xiàng)的全部或者部分關(guān)鍵字存儲于CAM，將表項(xiàng)內(nèi)容存儲于DRAM；利用待查找的關(guān)鍵字查找CAM，獲取關(guān)鍵字的索引，根據(jù)所述索引生成DRAM的對應(yīng)地址，并讀取所述地址的DRAM空間，獲取所述地址對應(yīng)的表項(xiàng)內(nèi)容。本發(fā)明通過CAM器件和通用的DRAM存儲器，實(shí)現(xiàn)了合理的資源分配，為高速查找提供速度和容量都可滿足需求且可行的存儲器資源，可根據(jù)實(shí)際表項(xiàng)的內(nèi)容和查表方式靈活調(diào)整，具有良好的可擴(kuò)展性。
文檔編號H04L12/24GK101079764SQ20061006075
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者鄧子星, 李 浩, 馮國軍 申請人:李 浩