專利名稱：一種流表查找方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信技術(shù)，具體涉及一種提高流表查找性能的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中，會涉及到一些二、三層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的控制。該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 發(fā)是通過查找流表得到數(shù)據(jù)的出接口或者其它一些屬性值。流表的查找效率 影響著數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的高效傳輸，如何快速實現(xiàn)高效的查找是實現(xiàn)高速報文 轉(zhuǎn)發(fā)的一個研究重點。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中流表查找和匹配過程的流程圖。如圖1所示，當(dāng)報文
到達(dá)后，從報文中提取用于散列(Hash)運算的關(guān)鍵字(key)，該關(guān)鍵字 為報文特征信息，具體可以根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)、功能等需求預(yù)先確定，例如可以 為介質(zhì)訪問控制(MAC)地址、IP地址、虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識(VLAN ID)等 等。然后采用一種Hash函數(shù)對提取的關(guān)鍵字進行Hash運算，得到的運算結(jié) 果稱為Hash索引，簡稱Index。 Index指示出對當(dāng)前被處理報文進行轉(zhuǎn)發(fā)控 制的流表表項在外部緩存中的地址。然后，以Index為讀取地址，在存儲于 外部緩存的流表中讀取流表表項。流表表項中包含所述關(guān)鍵字，還包括出接 口等一系列用于轉(zhuǎn)發(fā)控制的屬性值。在讀取流表表項后，需要判斷從報文中 提取的關(guān)鍵字是否與所讀取流表表項中的關(guān)鍵字相匹配，如果匹配，則確定 命中流表，采用讀取的流表表項對報文進行轉(zhuǎn)發(fā)控制；否則確定未命中流表， 對才艮文進行未命中流表的處理，例如丟棄或廣播該報文。
Hash函數(shù)所建立的關(guān)鍵字到Index的映射是多對一的映射關(guān)系，也就是 說，多個不同的關(guān)^t字經(jīng)同一Hash函數(shù)處理后，得到相同的Index,那么這個Index作為地址的位置上需要保存對應(yīng)的所有關(guān)鍵字，而一個存儲地址無 法保存多個數(shù)據(jù)，這種現(xiàn)象稱為Hash沖突。
目前可以采用Hash桶的形式解決這種沖突，圖2為外部緩存中采用 Hash桶存儲流表表項的示意圖。如圖2所示，假設(shè)keyl、 key2和key3經(jīng)同 一函數(shù)Hash(x)的運算后均得到Indexl，那么以Indexl為基址的Hash桶需 要依次存儲key 1 、 key2和key3所屬的流表表項。同理，key4和key5經(jīng)Hash(x) 運算后均得到Index2,以Index2為基址的Hash桶需要依次存儲key4和key5 所屬的流表表項；key6經(jīng)Hash(x)運算后得到Index3，以Index3為基址的 Hash桶只需存儲key6所屬的流表表項。在流表查找時，根據(jù)從報文提取的 關(guān)鍵字得到Index,從Index指示的Hash桶中依次讀取各流表表項并確定讀 取的表項判斷是否為匹配表項，從而判定是否命中流表，并根據(jù)判斷結(jié)果進 行后續(xù)處理。圖2中的"……"表示表項中除key值以外的其它內(nèi)容。可見， 采用這種Hash桶的方式解決了多個關(guān)鍵字對應(yīng)相同Index帶來的沖突問題。
但是，如果匹配表項不在Hash桶的頂層，例如key3對應(yīng)的表項在Hash 桶的第三層，那么需要在以Indexl為基址的Hash桶中讀取和匹配3次，才 能夠命中到匹配表項。由于流表設(shè)置在通信設(shè)備處理芯片的外部緩存，訪問 速度不夠快，因此在Hash桶較深的情況下雖然可以在一定程度上解決Hash 沖突問題，但是由于查找速度低，會嚴(yán)重影響報文轉(zhuǎn)發(fā)性能。
而且，由于各個Hash桶的深度相同、但同一 Index對應(yīng)的關(guān)鍵字?jǐn)?shù)量 卻有所不同，因此有些Hash桶的利用率較高，例如圖2中Indexl地址處的 Hash桶，而有些Hash桶的利用率卻很低，例如圖2中Index3地址處的Hash 桶。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種流表查找方法，能夠提高流表查找速度。 該方法包括
A、以報文特征信息為關(guān)鍵字，采用預(yù)設(shè)散列Hash函數(shù)建立關(guān)鍵字與Hash索引之間的對應(yīng)關(guān)系；在設(shè)置于內(nèi)部緩存的預(yù)查找表中，針對每個Hash索引順 序記錄該Hash索引對應(yīng)的各關(guān)鍵字的部分比特，所述部分比特稱為流量特征 Flow值；針對對應(yīng)同 一關(guān)4建字的Flow值和Hash索引，根椐Flow值在預(yù)查找 表表項中的排序位置和Hash索引值，確定該關(guān)鍵字所屬流表表項在外部緩存 Hash桶中的記錄位置，在所確定的記錄位置上記錄該關(guān)鍵字所屬流表表項；
B、查找流表時，采用所述預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算待處理報文中關(guān)鍵字key-x 的Hash索引，記為Index-x;在所述預(yù)查找表中查找與Index-x對應(yīng)的、且 與key-x匹配的Flow值；根據(jù)該匹配的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位 置和所述Index-x確定所述key-x所屬流表表項的讀取地址，從外部緩存中 讀取流表表項。
較佳地，所述確定該關(guān)鍵字所屬流表表項在外部緩存Hash桶中的記錄位置 為以Hash索引值為基址Index,以Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置為 偏移地址offset,將Index+offset作為所述流表表項在外部緩存中的記錄位置；
所述根據(jù)該匹配的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置和所述Index-x確 定所述key-x所屬流表表項的讀取地址，從外部緩存中讀取流表表項為根據(jù) 該匹配的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置，確定key-x所屬流表表項在相 應(yīng)Hash桶中的偏移位置offset-x;以Index-x與offset-x之和為讀取地址，從外 部緩存中讀取流表表項。
較佳地，所述步驟A進一步包括當(dāng)采用相同Hash函數(shù)將多個關(guān)鍵字映 射到同一Hash索引、且所述多個關(guān)鍵字的數(shù)量大于Hash桶的桶深時，將所述 多個關(guān)鍵字分為至少兩個部分，不同部分采用不同級別的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)建立關(guān) 鍵字與Hash索引之間的對應(yīng)關(guān)系；
所述預(yù)查找表進一步記錄建立Hash索引與關(guān)鍵字之間的對應(yīng)關(guān)系所采用 的預(yù)i殳Hash函數(shù)的標(biāo)識。
較佳地，用于建立所述對應(yīng)關(guān)系的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)為兩級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)， 分別記為Hash0(x)和Hashl(x);
所述步驟A包括采用HashO(x)計算各關(guān)鍵字的Hash索引，記為Indexh()，采用預(yù)查找表順 序記錄各Indexh。對應(yīng)的Flow值，且將這些Flow值標(biāo)記為采用HashO(x)計算得 到；并在各Hash索《1為基址的Hash桶中保存相應(yīng)流表表項；
對于采用HashO(x)計算Hash索引出現(xiàn)沖突的關(guān)鍵字，采用Hashl(x)計算 Hash索引，記為Indexhl，在Indexhl指向的預(yù)查找表表項中順序增加與Indexhl 對應(yīng)的Flow值，且將這些Flow值標(biāo)記為采用Hashl(x)計算得到；并在各IndeXh, 為基址的Hash桶中增加相應(yīng)流表表項。
所述步驟B包括
采用第一預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算key-x的Hash索引，記為Indexh(rx;在所述 預(yù)查找表中查找與第一預(yù)設(shè)Hash函數(shù)和Indexh(rx對應(yīng)的、且與key-x匹配的 Flow值；
如果查找到，則根據(jù)該匹配的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置，確定 key-x所屬流表表項在相應(yīng)Hash桶中的偏移位置offseth(rx;以Indexh(rx與 offseth(rx之和為讀取地址，從外部緩存中讀取流表表項；
如果未查找到，則采用下一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算key-x的Hash索引，記 為Indexhn-x;在所述預(yù)查找表中查找與所述下一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)和Indexhn-x 對應(yīng)的、且與key-x匹配的Flow值，如果查找到，根據(jù)匹配的Flow值在預(yù)查 找表表項中的排序位置，確定key-x所屬流表表項在相應(yīng)Hash桶中的偏移位置 offsethn-x;以Indexhn-x與offsethn-x之和為讀取地址，從外部緩存中讀取流表表 項，如果未查找到，則采用再下一級的預(yù)i殳Hash函數(shù)執(zhí)行所述計算key-x的 Hash索引的操作，直到達(dá)到最后一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)。
較佳地，該方法進一步包括對于采用所述預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算Hash索引 出現(xiàn)沖突的關(guān)鍵字，采用備用Hash函數(shù)進行處理，得到的Hash索引記為Indexh，； 采用備用Hash表記錄關(guān)鍵字的Indexh,與關(guān)鍵字所屬流表表項之間的對應(yīng)關(guān)系；
所述步驟B進一步包括采用所述備用Hash函數(shù)，對key-x進行Hash運 算，得到的Hash索引記為Indexh.-x,從所述備用Hash表中讀取與Indexh，-x對 應(yīng)的流表表項；如果key-x命中讀取的流表表項，則終止查找預(yù)查找表的流程。較佳地，采用預(yù)查找表記錄每個Hash索引對應(yīng)的各Flow值為以Hash 索引為記錄基址，在內(nèi)部緩存的預(yù)查找表中依次記錄該Hash索引對應(yīng)的各Flow值。
本發(fā)明還提供了一種流表查找裝置，能夠提高流表查找速度。 該裝置包括內(nèi)部緩存單元、外部緩存單元、關(guān)系建立單元和流表查找單
元；
所述外部緩存單元，用于以Hash桶形式存儲流表表項； 所述內(nèi)部緩存單元，用于存儲預(yù)查找表；
所述關(guān)系建立單元，用于以報文特征信息為關(guān)鍵字，采用預(yù)設(shè)Hash函數(shù)建 立關(guān)鍵字與Hash索引之間的對應(yīng)關(guān)系；在預(yù)查找表中，針對每個Hash索引順 序記錄該Hash索引對應(yīng)的各關(guān)鍵字的部分比特，所述部分比特稱為流量特征 Flow值；針對對應(yīng)同 一關(guān)鍵字的Flow值和Hash索引，根據(jù)Flow值在預(yù)查找 表表項中的排序位置和Hash索引值，確定該關(guān)鍵字所屬流表表項在外部緩存 Hash桶中的記錄位置，在所確定的記錄位置上記錄該關(guān)鍵字所屬流表表；
所述流表查找單元，用于采用所述預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算待處理報文中關(guān) 鍵字key-x的Hash索引，記為Index-x;在所述預(yù)查找表中查找與Index-x 對應(yīng)的、且與key-x匹配的Flow值；根據(jù)該匹配的Flow值在預(yù)查找表表項 中的排序位置和所述Index-x確定所述key-x所屬流表表項的讀取地址，從 所述外部緩存單元中讀取流表表項。
所述關(guān)系建立單元進一步用于，以Hash索引值為基址Index,以Flow值在 預(yù)查找表表項中的排序位置為偏移地址offset,將Index+offset作為所述流表表 項在外部緩存中的記錄位置；
所述流表查找單元進一步用于，根據(jù)該匹配的Flow值在預(yù)查找表表項 中的排序位置，確定key-x所屬流表表項在相應(yīng)Hash桶中的偏移位置 offset-x;以Index-x與offset-x之和為讀取地址，從外部緩存中讀取流表表 項。
其中，所述關(guān)系建立單元進一步用于，當(dāng)采用相同Hash函數(shù)將多個關(guān)鍵字
11映射到同一Hash索引、且所述多個關(guān)鍵字的數(shù)量大于Hash桶的桶深時，將所 述多個關(guān)鍵字分為至少兩個部分，不同部分采用不同級別的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)建立 關(guān)鍵字與Hash索引之間的對應(yīng)關(guān)系；
該關(guān)系建立單元還進一步在預(yù)查找表中記錄建立Hash索引與關(guān)鍵字之間 的對應(yīng)關(guān)系所采用的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)的標(biāo)識。
其中，所述流表查找單元包括第一級查找單元和沖突解決單元；
第一級查找單元，用于采用第一預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算待處理報文中關(guān)鍵字 key-x的Hash索引，記為Indexh0-x;在所述預(yù)查找表中查找與第一預(yù)設(shè)Hash 函數(shù)和Indexho對應(yīng)的、且與key-x匹配的Flow值；如果查找到，則根據(jù)該匹 配的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置，確定key-x所屬流表表項在相應(yīng) Hash桶中的偏移位置offsetho-x ;以Indexh(rx與offsethQ-x之和為讀取地址，從 所述外部緩存單元讀取流表表項；如果未查找到，則通知所述沖突解決單元；
所述沖突解決單元，在接收到所述通知后，采用下一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算 key-x的Hash索引，記為Indexhn-x;在所述預(yù)查找表中查找與所述下一級預(yù)設(shè) Hash函數(shù)和Indexhn-x對應(yīng)的、且與key-x匹配的Flow值，如果查找到，根據(jù) 匹配的Flow值在表項中的排序位置，確定key-x所屬流表表項在相應(yīng)Hash桶 中的偏移位置offsethn-x;以Indexhn-x與offsethn-x之和為讀取地址，從所述外部 緩存單元中讀取流表表項，.如果未查找到，則采用再下一級的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)執(zhí) 行所述計算key-x的Hash索引的操作，直到達(dá)到最后一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)。
較佳地，所述內(nèi)部緩存單元進一步存儲備用Hash表；
所述關(guān)系建立單元，進一步用于對采用所述預(yù)設(shè)Hash函數(shù)均出現(xiàn)沖突的關(guān) 鍵字，采用備用Hash函數(shù)進行處理，得到對應(yīng)的Hash索引，記為Index';采 用備用Hash表記錄關(guān)鍵字的Indexh，與關(guān)鍵字的所屬流表表項之間的對應(yīng)關(guān)系；
所述流表查找單元進一步包括備用查找模塊，用于采用所述備用Hash函 數(shù)，對key-x進行Hash運算，得到Hash索引記為Indexh,-x;從所述備用Hash 表中讀取與Indexh，-x對應(yīng)的流表表項；如果key-x命中讀取的流表表項，則終 止流表查找單元查找預(yù)查找表的處理。較佳地，所述關(guān)系建立單元在針對每個Hash索引順序記錄該Hash索引 對應(yīng)的各Flow值時，以Hash索引為記錄基址，在所述內(nèi)部緩存單元中依次 記錄該Hash索引對應(yīng)的各Flow值。
根據(jù)以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明在存儲于內(nèi)部緩存的預(yù)查找表中記錄各 個Index與關(guān)鍵字的對應(yīng)關(guān)系，記錄時只記錄關(guān)鍵字的部分字段，稱為Flow 值，以適應(yīng)內(nèi)部緩存極為有限的存儲空間。同時，關(guān)鍵字的Flow值在預(yù)查 找表的記錄位置與關(guān)鍵字對應(yīng)的流表表項在Hash桶中的記錄位置相應(yīng)，這 樣，在流表查找時，可以根據(jù)對報文的關(guān)鍵字進行Hash運算得到的Index, 以及與報文關(guān)鍵字匹配的Flow值在預(yù)查找表表項中位置，確定所需流表表 項在外部緩存中的具體位置，然后只需要訪問外部緩存一次，即可得到所需 的流表表項，無需像現(xiàn)有技術(shù)一樣在Hash桶中逐一查找和匹配，從而達(dá)到 快速查找的目的。而且由于預(yù)查找表設(shè)置在芯片內(nèi)部緩存，查找速度快，進 一步提高查找速度。
其次，本發(fā)明提供的多級Hash查找方案，可以減少Hash沖突，且充分 利用Hash桶資源。
此外，本發(fā)明進一步在內(nèi)部緩存中設(shè)置備用Hash表，可以進一步減少 Hash沖突，且由于備用Hash表直接設(shè)置在內(nèi)部緩存，因此查找速度快，不 影響預(yù)查找表的查找過程。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中流表查找和匹配過程的流程圖。 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中流表的存儲方式示意圖。 圖3為本發(fā)明實施例中預(yù)查找表的一種實現(xiàn)示意圖。 圖4為本發(fā)明實施例中預(yù)查找表的另一種實現(xiàn)示意圖。 圖5為本發(fā)明實施例一中流表查找的實例示意圖。 圖6為本發(fā)明實施例二中流表查找的實例示意圖。
圖7為本發(fā)明實施例二中采用圖6中的預(yù)查找表實現(xiàn)流表查找的流程圖。
圖8為本發(fā)明實施例三中備用Hash表的示意圖。 圖9為本發(fā)明實施例中流表查找裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細(xì)描述。
本發(fā)明實施例一提供了一種流表查找方法，其基本思想為在芯片內(nèi)部 緩存中設(shè)置預(yù)查找表，在該預(yù)查找表中，針對每個Index,順序記錄該Index 對應(yīng)的各關(guān)鍵字的部分比特，本發(fā)明將該部分比特稱為流量特征值，簡稱為 Flow值；針對對應(yīng)同 一關(guān)4走字的Flow值和Hash索引，根據(jù)Flow值在預(yù)查 找表表項中的排序位置和Hash索引值，確定該關(guān)鍵字所屬流表表項在外部 緩存Hash桶中的記錄位置，在所確定的記錄位置上記錄該關(guān)鍵字所屬流表 表項。
查找流表時，采用預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算待轉(zhuǎn)發(fā)報文中關(guān)鍵字key-x的Hash 索引，記為Index-x;在預(yù)查找表中查找與Index-x對應(yīng)的、且與key-x匹配 的Flow值；根據(jù)該匹配的Flow值在表項中的排序位置和Index-x確定key-x 所屬流表表項的讀取地址，從外部緩存中讀取流表表項。
然后，對讀取的流表表項判斷是否為命中表項，如果是，則采用讀取的 流表表項執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)控制操作，如果不是，則對報文進行未命中流表的處理， 例如丟棄或廣播該報文。
其中，由于芯片內(nèi)部緩存容量極為有限，F(xiàn)low值可以采用關(guān)鍵字中的 2~4bit，例如前2 4bit,或后2 ~ 4bit。當(dāng)然，在緩存容量允許的情況下， Flow值的長度可以設(shè)置較長，長度越長，則匹配的準(zhǔn)確性越高。關(guān)鍵字可 以取報文中的MAC地址、IP地址或VLAN ID值等報文特征信息。
采用預(yù)查找表記錄Index對應(yīng)的Flow值時，可以如圖3所示，在預(yù)查 找表中對應(yīng)記錄Index值以及各Flow值。為了進一步節(jié)省存儲空間，較佳 地實施方式為如圖4所示，以Index為記錄基址，在內(nèi)部緩存的預(yù)查找表中
14記錄該Index對應(yīng)的各Flow值。
其中，根據(jù)Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置和Index確定相關(guān)流 表表項在Hash桶中的存儲位置時，可以以Index為基址，以Flow值在預(yù)查 找表表項中的排序位置為偏移地址offset,將Index+offset作為相關(guān)流表表 項在外部緩存中的記錄位置。那么在查找流表時，在按照上述實施例一的流 程確定Index-x和Flow值之后，確定key-x所屬流表表項在相應(yīng)Hash桶中 的偏移位置offset-x,以Index-x與offset-x之和為讀取地址，從外部緩存中 讀取流表表項。這種實施方式比較簡單，采用加法作為變換關(guān)系。在實際中 還可以采用其他的變換關(guān)系確定相關(guān)流表表項的存儲地址。
為了便于理解，針對實施例一舉一個實例。圖5示出了本實施例一中采 用圖4的預(yù)查找表進行流表查找的一實例示意圖。如圖5所示，對報文中可 能出現(xiàn)的各key值進行Hash運算。假設(shè)Hash函數(shù)為Hash(x)， Hash(keyl)=Hash(key2)=Indexl , Hash(key4)=Hash(key5)= Index2 ， Hash(key6)=Index3， Hash(key7)=Index4，則以Indexl為基址，在內(nèi)部緩存 中順序記錄FLOW0和FLOWl， FLOW0為keyl的前2bit， FLOW1為key2 的前2bit，同時按照相同順序,在以Indexl為基址的外部緩存Hash桶中記 錄keyl和key2的流表表項。以此類推，從而建立其如圖5中示出的預(yù)查找 表和Hash桶。圖5所示F1OW0和FlOWl僅代表Flow值的位置，不表示具 體數(shù)值，如果查找到FlOW0，表示偏移量為0,查找到FlOWl ，表示偏移 量為1。 Hash桶的深度為2。
流表查找時，參見圖5，假設(shè)從當(dāng)前報文中提取關(guān)鍵字key2，對key2 進行Hash(x)運算得到Indexl,以Indexl為起始地址在內(nèi)部緩存的預(yù)查找表 中查找與Indexl對應(yīng)的各Flow值，并依次讀耳又并與key2進行匹配，結(jié)果 匹配到第一行的F10W1，此時確定偏移量為1。然后以(Indexl + 1)為地址， 在外部緩存中直接讀取key2所在流表表項。然后，判斷從報文中提取的關(guān) 鍵字key2是否與流表表項中的key2相同；如果相同，則確定命中流表，采 用讀取的流表表項對當(dāng)前報文進行轉(zhuǎn)發(fā)控制；如果確定未命中流表，出現(xiàn)沖突，對沖突報文進行常規(guī)處理，例如丟棄或廣播。
可見，采用本實施例的流表查找方法可以利用預(yù)查找表快速確定所需流 表表項在外部緩存中的位置，然后只需要訪問外部緩存一次，即可得到所需
的流表表項，無需像現(xiàn)有技術(shù)一樣在Hash桶中逐一查找和匹配，從而達(dá)到 快速查找的目的。
實施例二
采用實施例 一 的方案可能產(chǎn)生Hash沖突。假設(shè)存在Hash(key3)=Index 1, 且Indexl對應(yīng)的Hash桶已滿，無法再容納key3的流表表項，則key3為沖 突關(guān)鍵字。 一種解決方式是通過調(diào)整Hash桶的桶高來容納更多的表項，但 是調(diào)整桶高時需要對所有Hash桶實施相同調(diào)整，這樣會降低Hash桶的利用率。
為此，本發(fā)明的實施例二提出一種多級Hash的流表查找方法，不僅解 決了上述可能產(chǎn)生的Hash沖突，還有效地利用Hash桶的剩余空間。該實施 例中，針對采用相同Hash函數(shù)將較多關(guān)鍵字映射到同一 Index值、且較多 關(guān)鍵字的數(shù)量大于Hash桶深的情況，將該較多關(guān)鍵字分為至少兩個部分， 不同部分采用不同級別的預(yù)i殳Hash函數(shù)進行處理，從而得到不同的Index 值，這樣使得該較多關(guān)鍵字可以保存到不同的Hash桶中。同時，還需要對 前述預(yù)查找表進行改進在預(yù)查找表中記錄每個Index對應(yīng)的多個關(guān)鍵字部 分比特(Flow值)時，還需要進一步記錄建立Index與關(guān)鍵字之間對應(yīng)關(guān) 系所采用的Hash函數(shù)的標(biāo)識。
需要注意的是，每一部分的關(guān)鍵字?jǐn)?shù)量應(yīng)該不超過相應(yīng)Hash桶的剩余 空間。為此，在實際建立預(yù)查找表時，可以先采用第一 Hash函數(shù)對所有key 值進行處理并將相應(yīng)流表表項保存到Hash桶，當(dāng)遇到Hash桶溢出時，將沖 突的key值擱置；當(dāng)所有key值被循環(huán)一次后，采用第二 Hash函數(shù)對擱置 的key值進行二次處理并將相應(yīng)流表表項保存到Hash桶中。通過實驗可以 發(fā)現(xiàn)，通常將Hash桶深設(shè)置為8到16，并采用兩級Hash已經(jīng)能夠較好地解決Hash沖突。如果第二 Hash函數(shù)處理key值時仍出現(xiàn)Hash桶溢出情況， 則再次將沖突的key值擱置，采用第三Hash函數(shù)進行處理，直到所有key 值對應(yīng)的流表表項均成功保存到Hash桶中。如果多級Hash處理后仍出現(xiàn)沖 突，那么可以將這些key值認(rèn)為是沖突值，不保存相應(yīng)流表表項，當(dāng)攜帶這 些key值的報文來到時，對其進行丟棄或廣播操作。或者，也可以采用后述 實施例三的方案解決。
在實際中可以采用兩級、三級或更多級的Hash查找，級數(shù)增多意味著 沖突進一步減少，但同時會帶來存儲量增加，計算量增加的缺陷。
下面結(jié)合圖6示出了一個實例，對本發(fā)明實施例二的實現(xiàn)方式進一步詳 細(xì)描述。假設(shè)兩級Hash函數(shù)分別為Hash0(x)和Hashl(x)。 Hash桶桶深為2。
在該兩級Hash方案中，首先建立并填充預(yù)查找表和Hash桶。具體來說，
先采用HashO(x)計算各個key值的Index值，如圖6所示，采用預(yù)查找 表順序記錄各Index值對應(yīng)的Flow值，記錄方式為在Index為基址的內(nèi)部緩 存位置上記錄該Index對應(yīng)的Flow值；同時，將這些Flow值標(biāo)記為采用 HashO(x)計算得到，例如圖6中在每個Flow值之前標(biāo)注HASHO;并且在各 Index對應(yīng)的外部緩存Hash桶中保存相應(yīng)流表表項。
在HashO(x)的計算過程中，對于發(fā)生Hash沖突的關(guān)鍵字先暫時擱置， 當(dāng)采用HashO(x)的計算過程完成后，繼續(xù)采用Hashl(x)對沖突部分的key值 進行運算，得到Indexhl，在預(yù)查找表中與Indexhl的值相同的Index表項中 順序增加Indexw對應(yīng)的Flow值,且將這些Flow值標(biāo)記為采用Hashl(x)計 算得到，例如圖6中在每個Flow值之前標(biāo)注HASHl，并且各Indexw對應(yīng) 的在外部緩存Hash桶中增加相應(yīng)流表表項。
參見圖6，假設(shè)HashO(keyl)=HashO(key2)=HashO(key3) = Index 1 , HashO(key4)=HashO(key5Hndex2 ,HashO(key6)=Index3 ， Hash0(key7)= Hashl(key3)=Index4。那么，在采用HashO(x)處理時，由于HashO(key3)= Indexl ，但Indexl對應(yīng)的Hash桶已滿，此時擱置key3;當(dāng)HashO(x)的計算 過程完成后，采用Hashl(x)對key3進行處理，由于Hashl(key3)=Index4，因此將key3的流表表項保存到Index4對應(yīng)的Hash桶中。
圖7為本發(fā)明實施例二中采用圖6中的預(yù)查找表實現(xiàn)流表查找的流程
圖。如圖7所示，該流程包括以下步驟
步驟701:從待轉(zhuǎn)發(fā)報文中提取關(guān)鍵字key-x。
步驟702:采用HashO(x)計算key-x的Hash索引，記為Indexh0。
步驟703:在內(nèi)部緩存的預(yù)查找表中查找與HashO(x)和Indexho對應(yīng)的、
且與key-x匹配的Flow值。圖6中的預(yù)查找表以Index為地址記錄信息，因
此本步驟具體為，以Indexho為查找的起始地址，在預(yù)查找表中查找與key-x
匹配的、且標(biāo)記為采用HashO(x)計算得到的Flow值。
本實施例中在預(yù)查找表中設(shè)置結(jié)束字段N-VAILD，當(dāng)讀取到N-VAILD
字段時，表示當(dāng)前查找的Indexho對應(yīng)的表項已經(jīng)查找完畢，沒有查找到匹
配的Flow值，需要進入后續(xù)步驟。本實施例采用N-VAILD作為結(jié)束字段，
在實際中也可以采用其它字段，或者當(dāng)讀取完預(yù)設(shè)bit數(shù)目后，仍沒有找到
匹配值，則確定當(dāng)前Indexho對應(yīng)的表項已經(jīng)查找完畢。
步驟704:判斷是否查找到匹配值，如果是，則執(zhí)行步驟705;否則，
執(zhí)行步驟706。
步驟705:根據(jù)匹配的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置，確定key-x 的流表表項在相應(yīng)Hash桶中的偏移位置offsethQ。如前所述，F(xiàn)1OW0表示偏 移量為0， F10W1表示偏移量為1。然后，以Indexh() +offsetho為地址，從外 部緩存中的Hash桶中讀取流表表項，^丸行步驟710。
步驟706:采用Hashl(x)計算key-x的Hash索引，記為Indexhl。
步驟707:在內(nèi)部緩存的預(yù)查找表中查找與Hashl(x)和Indexh,對應(yīng)的、 且與key-x匹配的Flow值。圖6中的預(yù)查找表以Index為地址記錄信息，因 此本步驟中，以Indexhl為查找的起始地址，在預(yù)查找表中查找與key-x匹配 的、且標(biāo)記為采用Hashl(x)計算得到的Flow值。
步驟708:判斷是否查找到匹配值，如果是，則執(zhí)行步驟709;否則， 執(zhí)行步驟712。步驟709:根據(jù)匹配的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置，確定key-x 的流表表項在相應(yīng)Hash桶中的偏移位置offseth,。然后，以Indexh, + offseth, 為地址，從外部緩存中的Hash桶中讀取流表表項，執(zhí)行步驟710。
步驟710:判斷key-x是否命中讀取的流表表項，如果命中，則執(zhí)行步 驟711;否則，執(zhí)行步驟712。
步驟711:確定命中流表，采用讀取的流表表項對待轉(zhuǎn)發(fā)報文進行轉(zhuǎn)發(fā) 控制。結(jié)束本流程。
步驟712:確定未命中流表，對待轉(zhuǎn)發(fā)報文進行未命中流表常規(guī)處理。 結(jié)束本流程。
至此，本流程結(jié)束。
以圖6所示數(shù)值為例，假設(shè)采用圖7的流程對關(guān)鍵字為key3的報文進 行查流表處理。首先計算HashO(key3)=Indexl，以Indexl為起始地址，在內(nèi) 部緩存的預(yù)查找表中查找與key3匹配且標(biāo)記為HASH0的FLOW值。當(dāng)讀 取到N-VAILD字段時，獲知Index 1對應(yīng)的表項已經(jīng)查找完畢，仍沒有查找 到匹配的Flow值。此后，再計算Hashl(key3)=Index4,以Index4為起始地 址，在內(nèi)部緩存的預(yù)查找表中查找與key3匹配且標(biāo)記為HASH1的FLOW 值，查找到匹配值FLOWl，并確定偏移位置為1，此時采用Index4+1為地 址，在外部緩沖中讀取流表表項，從該流表表項中獲取key3，判斷該key3 與報文中提取的key3相同，確定命中流表，進行后續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)控制操作。
圖7的流程是以兩級Hash為例，如果采用三級、四級或等多級的Hash, 則在步驟708判定第二級Hash也未查找到匹配Flow值時，進一步采用再下 一級的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)(例如Hash2(x)、 Hash3(x)等等)執(zhí)行所述計算key-x 的Hash索引以及后續(xù)操作，直到達(dá)到最后一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)。如果采用最 后一級Hash函數(shù)仍未查找到匹配Flow值，則再進入步驟712或者采用下述 實施例三的處理方案解決。
可見，采用本實施例二的多級Hash查找方法同樣只需要訪問外部緩存 一次，即可得到所需的流表表項，達(dá)到快速查找的目的，而且可以減少沖突，
19充分利用了 Hash桶資源。 實施例三
考慮到上述實施例二中多級Hash之后仍然會有很小概率的沖突事件發(fā) 生，例如HashO(key8)=Index2,且Hash 1 (key8)=Index 1 ，由于Indexl和Index2 對應(yīng)的Hash桶已滿，從而產(chǎn)生了沖突。雖然當(dāng)Hash深度設(shè)為8~ 16時，產(chǎn) 生沖突的概率非常小，但是為了進一步杜絕沖突，本發(fā)明在本實施例三中， 在芯片內(nèi)部緩存中進一步設(shè)置一個小的備用Hash表來解決這種沖突。
圖8為本實施例三中備用Hash表的示意圖。對于多級Hash后仍沖突的 key值，采用不同于HashO(x)和Hashl(x)的備用Hash函數(shù)(記為Hash，(x)) 對這些key值進行Hash運算，得到的Hash索引記為Indexh.;采用備用Hash 表記錄key值的Indexh,與key值所屬流表表項的對應(yīng)關(guān)系。記錄時可以直接 記錄Indexh,以及對應(yīng)的流表，也可以以Indexh,為記錄地址，在備用Hash表 中記錄該Indexh，對應(yīng)的流表表項。
在流表查找時，采用Hash，(x)對key-x進行Hash運算，得到Hash索引， 記為Indexh,-x;該查找操作可以在步驟701以后的任意時刻執(zhí)行，例如步驟 708判定未查找到匹配值時，或與步驟702的找表操作并發(fā)進行。以Indexh，-x 為地址，從備用Hash表中讀取流表表項，采用讀取的流表表項進行后續(xù)判 斷是否命中和轉(zhuǎn)發(fā)控制操作。如果命中，則可以終止查找預(yù)查找表的流程。 如果未命中或不存在Indexh，-x對應(yīng)的表項，則以預(yù)查找表的查找結(jié)果作為流 表查找結(jié)果。在實際中，也可以當(dāng)在預(yù)查找表中未查找到匹配Flow值時， 再從備用Hash表中讀取與Indexh.-x對應(yīng)的流表表項。
該備用Hash表的優(yōu)點是直接放在內(nèi)部緩存，用Hash，(x)得到的值可以 直接查到相應(yīng)的流表表項，完全不影響硬件查表速度。
為了實現(xiàn)上述流表查找方法，本發(fā)明實施例還提供了相應(yīng)的流表查找裝 置。圖9為本發(fā)明實施例中流表查找裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，該裝置包括內(nèi)部緩存單元91、外部緩存單元92、關(guān)系建立單元93和流表查找單 元94。
其中，外部緩存單元92采用芯片外部緩存實現(xiàn)，用于以Hash桶形式存 儲流表表項。
內(nèi)部緩存單元91采用芯片內(nèi)部緩存實現(xiàn)，用于存儲預(yù)查找表。 關(guān)系建立單元93，用于采用預(yù)設(shè)Hash函數(shù)建立報文中的關(guān)鍵字與Hash 索引之間的對應(yīng)關(guān)系。在預(yù)查找表中，針對每個Hash索引，順序記錄該Hash 索引對應(yīng)的各關(guān)鍵字的部分比特，即Flow值；針對對應(yīng)同一關(guān)鍵字的Flow 值和Hash索引，根據(jù)Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置和Hash索引值， 確定該關(guān)鍵字所屬流表表項在外部緩存Hash桶中的記錄位置，在所確定的 記錄位置上記錄該關(guān)鍵字所屬流表表。
其中，在預(yù)查找表中記錄Hash索引與對應(yīng)的Flow值時，較佳實施方式 為，以Hash索引為記錄基址，在內(nèi)部緩存單元91中記錄該Hash索引對應(yīng) 的各Flow值。
關(guān)系建立單元93在確定根據(jù)Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置和 Hash索引值確定相關(guān)流表表項的記錄位置時，以Hash索引值為基址Index， 以Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置為偏移地址offset,將Index+offset 作為所述流表表項在外部緩存中的記錄位置。
為了實現(xiàn)前述多級緩存，關(guān)系建立單元93進一步用于，當(dāng)采用相同Hash 函數(shù)將多個關(guān)鍵字映射到同一 Hash索引、且這多個關(guān)鍵字的數(shù)量大于Hash 桶的桶深，從而出現(xiàn)Hash沖突時，將這多個關(guān)鍵字分為至少兩個部分，不 同部分采用不同級別的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)建立關(guān)鍵字與Hash索引之間的對應(yīng)關(guān) 系。
在這種情況下，該關(guān)系建立單元93還進一步在內(nèi)部緩存單元91內(nèi)的預(yù) 查找表中記錄建立Hash索引與關(guān)鍵字之間的對應(yīng)關(guān)系所采用的預(yù)設(shè)Hash 函數(shù)的標(biāo)識。
當(dāng)多級Hash為二級Hash時，且兩級預(yù)設(shè)Hash函凄t分別為HashO(x)和Hashl(x)，則關(guān)系建立單元93首先采用Hash0(x)計算各關(guān)4建字的Hash索引， 記為IndexhQ,采用預(yù)查找表順序記錄各Indexho對應(yīng)的Flow值，且將這些 Flow值標(biāo)記為采用HashO(x)計算得到；并在各Hash索引為基址的Hash桶 中保存相應(yīng)流表表項；
對于采用HashO(x)計算Hash索引出現(xiàn)沖突的關(guān)鍵字，采用Hashl(x)計算 Hash索引，記為Indexhl ，在Indexhl指向的預(yù)查找表表項中順序增加Indexhl對 應(yīng)的Flow值，且將這些Flow值標(biāo)記為采用Hashl(x)計算得到；并在各Indexhl 為基址的Hash桶中增加相應(yīng)流表表項。
流表查找單元94,用于采用預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算待轉(zhuǎn)發(fā)報文中關(guān)鍵字 key-x的Hash索引，記為Index-x;在內(nèi)部緩存單元91存儲的預(yù)查找表中查 找與Index-x對應(yīng)的、且與key-x匹配的Flow值；才艮據(jù)該匹配的Flow值在 預(yù)查找表表項中的排序位置和所述Index-x確定所述key-x所屬流表表項的 讀取地址，從外部緩存單元92存儲的Hash桶中讀取流表表項。
當(dāng)關(guān)系建立單元93以Index+offset為記錄地址時，流表查找單元94根 據(jù)Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置，確定key-x所屬流表表項在相應(yīng) Hash桶中的偏移位置offset-x;以Index-x與offset-x之和為讀取地址，從外 部緩存單元92中讀取流表表項。
當(dāng)采用多級Hash方案時，流表查找單元94具體包括第一級查找模塊941 和沖突解決模塊942。其中，
第一級查找模塊941 ，用于采用第一預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算待轉(zhuǎn)發(fā)報文中關(guān)鍵 字key-x的Hash索引，記為Indexh0-x;在預(yù)查找表中查找與第一預(yù)設(shè)Hash函 數(shù)和Indexho-x對應(yīng)的、且與key-x匹配的Flow值；如果查找到，則根據(jù)該匹配 的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置，確定key-x所屬流表表項在相應(yīng)Hash 桶中的偏移位置offseth(rx;以Indexh『x與offseth(rx之和為讀取地址，從外部緩 存單元92存儲的Hash桶中讀取流表表項；如果未查找到，則通知沖突解決模 塊942。
沖突解決模塊942，在接收到所述通知后，采用下一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算key-x的Hash索引，記為Indexhn-x;在內(nèi)部緩存單元91存儲的預(yù)查找 表中查找與下一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)和Indexhn-x對應(yīng)的、且與key-x匹配的 Flow值，如果查找到，根據(jù)匹配的Flow值在表項中的排序位置，確定key-x 所屬流表表項在相應(yīng)Hash桶中的偏移位置offsethn-x;以Indexhn-x與offsethn-x 之和為讀取地址，從外部緩存單元92中讀取流表表項，如果未查找到，則 采用再下一級的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)執(zhí)行所述計算key-x的Hash索引的操作，直 到達(dá)到最后一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)。
較佳地，關(guān)系建立單元93，進一步用于對采用預(yù)設(shè)Hash函數(shù)均出現(xiàn)沖 突的關(guān)鍵字，采用備用Hash函數(shù)進行處理，得到對應(yīng)的Hash索引，記為 Index，；采用備用Hash表記錄關(guān)鍵字的Indexh，與關(guān)鍵字所屬流表表項之間 的對應(yīng)關(guān)系，例如以Indexh,為記錄地址，在備用Hash表中記錄Indexh.對應(yīng) 的流表表項。備用Hash表設(shè)置在內(nèi)部緩存單元91中。
在這種情況下，流表查找單元94進一步包括備用查找模塊943，用于 采用備用Hash函數(shù)，對key-x進行Hash運算，得到Hash索引記為Indexh.-x; 從備用Hash表中讀取與Indexh,-x對應(yīng)的流表表項；如果key-x命中讀取的 流表表項，則終止流表查找單元94查找預(yù)查找表的處理，具體可以為通知 第一級查找模塊941和沖突解決模塊942停止其操作。如果key-x未命中或 不存在Indexh，-x對應(yīng)的表項，則以流表查找單元94的查找結(jié)果作為最終流 表查找結(jié)果。
該流表查找裝置只是完成了流表的查找操作，得到流表表項，后續(xù)還需 將查找到的流表表項輸入相關(guān)功能模塊，由相關(guān)功能模塊完成判斷是否命中 流表，以及命中流表后的轉(zhuǎn)發(fā)控制操作和未命中流表后的處理操作。
綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的 保護范圍。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、改 進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種流表查找方法，其特征在于，該方法包括A、以報文特征信息為關(guān)鍵字，采用預(yù)設(shè)散列Hash函數(shù)建立關(guān)鍵字與Hash索引之間的對應(yīng)關(guān)系；在設(shè)置于內(nèi)部緩存的預(yù)查找表中，針對每個Hash索引順序記錄該Hash索引對應(yīng)的各關(guān)鍵字的部分比特，所述部分比特稱為流量特征Flow值；針對對應(yīng)同一關(guān)鍵字的Flow值和Hash索引，根據(jù)Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置和Hash索引值，確定該關(guān)鍵字所屬流表表項在外部緩存Hash桶中的記錄位置，在所確定的記錄位置上記錄該關(guān)鍵字所屬流表表項；B、查找流表時，采用所述預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算待處理報文中關(guān)鍵字key-x的Hash索引，記為Index-x；在所述預(yù)查找表中查找與Index-x對應(yīng)的、且與key-x匹配的Flow值；根據(jù)該匹配的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置和所述Index-x確定所述key-x所屬流表表項的讀取地址，從外部緩存中讀取流表表項。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述確定該關(guān)^:字所屬流表表 項在外部緩存Hash桶中的記錄位置為以Hash索引值為基址Index,以Flow 值在預(yù)查找表表項中的排序位置為偏移地址offset,將Index+offset作為所述流 表表項在外部緩存中的記錄位置；所述根據(jù)該匹配的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置和所述Index-x確 定所述key-x所屬流表表項的讀取地址，從外部緩存中讀取流表表項為根據(jù) 該匹配的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置，確定key-x所屬流表表項在相 應(yīng)Hash桶中的偏移位置offset-x;以Index-x與offset-x之和為讀取地址，從外 部緩存中讀取流表表項。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟A進一步包括當(dāng) 采用相同Hash函數(shù)將多個關(guān)鍵字映射到同一 Hash索引、且所述多個關(guān)鍵字的 數(shù)量大于Hash桶的桶深時，將所述多個關(guān)鍵字分為至少兩個部分，不同部分采 用不同級別的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)建立關(guān)鍵字與Hash索引之間的對應(yīng)關(guān)系；所述預(yù)查找表進一步記錄建立Hash索引與關(guān)鍵字之間的對應(yīng)關(guān)系所采用 的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)的標(biāo)識。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，用于建立所述對應(yīng)關(guān)系的預(yù)設(shè) Hash函數(shù)為兩級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)，分別記為Hash0(x)和Hashl(x);所述步驟A包括采用HashO(x)計算各關(guān)鍵字的Hash索引，記為Indexh0，采用預(yù)查找表順 序記錄各lndexh。對應(yīng)的Flow值，且將這些Flow值標(biāo)記為采用HashO(x)計算得 到；并在各Hash索引為基址的Hash桶中保存相應(yīng)流表表項；對于采用HashO(x)計算Hash索引出現(xiàn)沖突的關(guān)鍵字，采用Hashl(x)計算 Hash索引，記為Indexhl,在Indexhl指向的預(yù)查找表表項中順序增加與Indexhl 對應(yīng)的Flow值，且將這些Flow值標(biāo)記為采用Hashl(x)計算得到；并在各Indexhl 為基址的Hash桶中增加相應(yīng)流表表項。
5、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟B包括采用第一預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算key-x的Hash索引，記為Indexh(rx;在所述 預(yù)查找表中查找與第一預(yù)設(shè)Hash函數(shù)和Indexho-x對應(yīng)的、且與key-x匹配的 Flow值；如果查找到，貝']根據(jù)該匹配的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置，確定 key-x所屬流表表項在相應(yīng)Hash桶中的偏移位置offseth(rx;以Indexh(rx與 offseth(rx之和為讀取地址，從外部緩存中讀取流表表項；如果未查找到，則采用下一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算key-x的Hash索引，記 為Indexhn-x;在所述預(yù)查找表中查找與所述下一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)和Indexhn-x 對應(yīng)的、且與key-x匹配的Flow值，如果查找到，根據(jù)匹配的Flow值在預(yù)查 找表表項中的排序位置，確定key-x所屬流表表項在相應(yīng)Hash桶中的偏移位置 offsethn-x;以Indexhn-x與offsethn-x之和為讀取地址，從外部緩存中讀取流表表 項，如果未查找到，則采用再下一級的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)執(zhí)行所述計算key-x的 Hash索引的操作，直到達(dá)到最后一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)。
6、 如權(quán)利要求1至5任意一項所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括對于采用所述預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算Hash索引出現(xiàn)沖突的關(guān)鍵字，采用備用 Hash函數(shù)進行處理，得到的Hash索引記為Indexh，；采用備用Hash表記錄關(guān)鍵 字的Indexh，與關(guān)鍵字所屬流表表項之間的對應(yīng)關(guān)系；所述步驟B進一步包括采用所述備用Hash函數(shù)，對key-x進行Hash運 算，得到的Hash索引記為Indexh，-x,從所述備用Hash表中讀取與Indexh，-x對 應(yīng)的流表表項；如果key-x命中讀取的流表表項，則終止查找預(yù)查找表的流程。
7、 如權(quán)利要求1至5任意一項所述的方法，其特征在于，采用預(yù)查找表記 錄每個Hash索51對應(yīng)的各Flow值為以Hash索引為記錄基址，在內(nèi)部緩存 的預(yù)查找表中依次記錄該Hash索引對應(yīng)的各Flow值。
8、 一種流表查找裝置，其特征在于，該裝置包括內(nèi)部緩存單元、外部緩 存單元、關(guān)系建立單元和流表查找單元；所述外部緩存單元，用于以Hash桶形式存儲流表表項； 所述內(nèi)部緩存單元，用于存儲預(yù)查找表；所述關(guān)系建立單元，用于以報文特征信息為關(guān)鍵字，釆用預(yù)設(shè)Hash函數(shù)建 立關(guān)鍵字與Hash索引之間的對應(yīng)關(guān)系；在預(yù)查找表中，針對每個Hash索引順 序記錄該Hash索引對應(yīng)的各關(guān)鍵字的部分比特，所述部分比特稱為流量特征 Flow值；針對對應(yīng)同一關(guān)鍵字的Flow值和Hash索引，根據(jù)Flow值在預(yù)查找 表表項中的排序位置和Hash索引值，確定該關(guān)鍵字所屬流表表項在外部緩存 Hash桶中的記錄位置，在所確定的記錄位置上記錄該關(guān)鍵字所屬流表表；所述流表查找單元，用于采用所述預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算待處理報文中關(guān)鍵字 key-x的Hash索引，記為Index-x;在所述預(yù)查找表中查找與Index-x對應(yīng)的、 且與key-x匹配的Flow值；根據(jù)該匹配的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位 置和所述Index-x確定所述key-x所屬流表表項的讀取地址，從所述外部緩存單 元中讀耳又流表表項。
9、 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述關(guān)系建立單元進一步用于， 以Hash索引值為基址Index,以Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置為偏移 地址offset,將Index+offset作為所述流表表項在外部緩存中的記錄位置；所述流表查找單元進一步用于，根據(jù)Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位 置，確定key-x所屬流表表項在相應(yīng)Hash桶中的偏移位置offset-x;以Index-x 與offset-x之和為讀取地址，從外部緩存單元中讀取流表表項。
10、 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述關(guān)系建立單元進一步用 于，當(dāng)采用相同Hash函數(shù)將多個關(guān)鍵字映射到同一 Hash索引、且所述多個關(guān) 鍵字的數(shù)量大于Hash桶的桶深時，將所述多個關(guān)鍵字分為至少兩個部分，不同 部分采用不同級別的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)建立關(guān)鍵字與Hash索引之間的對應(yīng)關(guān)系；該關(guān)系建立單元還進一步在預(yù)查找表中記錄建立Hash索引與關(guān)鍵字之間 的對應(yīng)關(guān)系所采用的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)的標(biāo)識。
11、 如權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于，所述流表查找單元包括第一 級查找單元和沖突解決單元；第一級查找單元，用于采用第一預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算待處理報文中關(guān)鍵字 key-x的Hash索引，記為Indexh(rx;在所述預(yù)查找表中查找與第一預(yù)設(shè)Hash 函數(shù)和Indexho對應(yīng)的、且與key-x匹配的Flow值；如果查找到，則根據(jù)該匹 配的Flow值在預(yù)查找表表項中的排序位置，確定key-x所屬流表表項在相應(yīng) Hash桶中的偏移位置offsetho-x ;以Indexh(rx與offseth(rx之和為讀取地址，從 所述外部緩存單元讀取流表表項；如果未查找到，則通知所述沖突解決單元；所述沖突解決單元，在接收到所述通知后，采用下一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算 key-x的Hash索引，記為Indexhn-x;在所述預(yù)查找表中查找與所述下一級預(yù)設(shè) Hash函數(shù)和Indexhn-x對應(yīng)的、且與key-x匹配的Flow值，如果查找到，根據(jù) 匹配的Flow值在表項中的排序位置，確定key-x所屬流表表項在相應(yīng)Hash桶 中的偏移位置offsethn-x;以Indexhn-x與offsethn-x之和為讀取地址，從所述外部 緩存單元中讀取流表表項，如果未查找到，則采用再下一級的預(yù)設(shè)Hash函數(shù)執(zhí) 行所述計算key-x的Hash索引的操作，直到達(dá)到最后一級預(yù)設(shè)Hash函數(shù)。
12、 如權(quán)利要求8至11任意一項所述的裝置，其特征在于，所述內(nèi)部緩存 單元進一步存儲備用Hash表；所述關(guān)系建立單元，進一步用于對采用所述預(yù)設(shè)Hash函數(shù)計算Hash索引出現(xiàn)沖突的關(guān)鍵字，采用備用Hash函數(shù)進行處理，得到對應(yīng)的Hash索引，記 為Indexh,;采用備用Hash表記錄關(guān)鍵字的Indexh,與關(guān)鍵字的所屬流表表項之 間的對應(yīng)關(guān)系；所述流表查找單元進一步包括備用查找模塊，用于采用所述備用Hash函 數(shù)，對key-x進行Hash運算，得到Hash索引記為Indexh,-x;從所述備用Hash 表中讀取與Indexh,-x對應(yīng)的流表表項；如果key-x命中讀取的流表表項，則終 止流表查找單元查找預(yù)查找表的處理。
13、如權(quán)利要求8至ll任意一項所述的裝置，其特征在于，所述關(guān)系建立 單元在針對每個Hash索引順序記錄該Hash索引對應(yīng)的各Flow值時，以Hash 索引為記錄基址，在所述內(nèi)部緩存單元中依次記錄該Hash索引對應(yīng)的各Flow 值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種流表查找方法和裝置，所述方法在芯片內(nèi)部緩存中設(shè)置預(yù)查找表，采用該預(yù)查找表記錄關(guān)鍵字及其Index的對應(yīng)關(guān)系，記錄時只記錄關(guān)鍵字的部分字段稱為Flow值。關(guān)鍵字的Flow值在預(yù)查找表的記錄位置與關(guān)鍵字對應(yīng)的流表表項在Hash桶中的記錄位置相應(yīng)。在為報文查找所需流表表項時，可以根據(jù)對報文關(guān)鍵字進行Hash運算得到的Index以及與報文關(guān)鍵字匹配的Flow值在預(yù)查找表表項中位置，確定所需流表表項在外部緩存中的記錄位置，然后只需要訪問外部緩存一次，即可得到所需的流表表項，從而達(dá)到快速查找的目的。
文檔編號H04L12/56GK101540723SQ200910082268
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者彬 王 申請人:杭州華三通信技術(shù)有限公司