[0078] ?以太網(wǎng)、IPV4、ICMP
[0079] ?以太網(wǎng)、IPV4、IGMP
[0080] 唯一分組標(biāo)識(shí)符
[0081] 在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)支持17個(gè)協(xié)議和八個(gè)協(xié)議層。因此有817個(gè)可能協(xié) 議層組合。圖1圖示分組的示例協(xié)議層組合。例如分組可以包括三協(xié)議層組合比如以太網(wǎng)、IPv4和ICMP。對(duì)于另一示例，分組可以包括七協(xié)議層組合比如以太網(wǎng)、IPv4、UDP、VxLAN、 以太網(wǎng)和ARP。
[0082] 雖然有817個(gè)可能協(xié)議層組合，但是這些層中的僅一些公知組合出現(xiàn)。所有已知協(xié) 議層組合被唯一地標(biāo)識(shí)和翻譯成稱為分組標(biāo)識(shí)符（PktID)的唯一編號(hào)。在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的存 儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的協(xié)議表被編程為包括每個(gè)已知協(xié)議層組合的每層的層信息。在實(shí)踐中，本地 協(xié)議表包括少于256個(gè)協(xié)議層組合。在一些實(shí)施例中，這一本地表包括212個(gè)已知協(xié)議層 組合。本地表被編程為包括或多或少協(xié)議層組合。
[0083] 圖2圖示根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的本地協(xié)議表200的示例結(jié)構(gòu)。在本地表200 中的使用PktID索引的每個(gè)協(xié)議層組合包括用于該協(xié)議層組合的每個(gè)協(xié)議層的信息，該信 息被示出為層〇信息、層1信息和層N信息。通過對(duì)PktID進(jìn)行索引，可以訪問或者獲取用 于分組的所有N層的信息。
[0084] 用于每個(gè)協(xié)議層的信息至少包括以下信息：層類型、層數(shù)據(jù)偏移和雜項(xiàng)信息。然 而，更多信息可以被存儲(chǔ)在本地表200中。簡言之，層類型是指協(xié)議層的關(guān)聯(lián)協(xié)議（例如 IP/TCP/UDP/以太網(wǎng)），層數(shù)據(jù)偏移提供協(xié)議層中的層數(shù)據(jù)的開始位置，并且雜項(xiàng)信息包括 比如校驗(yàn)和和長度數(shù)據(jù)之類的數(shù)據(jù)。
[0085] 通常，解析器引擎能夠標(biāo)識(shí)在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)處接收的傳入的分組的PktID。重寫引擎 使用PktID作為至協(xié)議表的關(guān)鍵字，該協(xié)議表向重寫引擎提供為了使用于修改的分組的每 個(gè)協(xié)議層一般化而需要的所有信息。換而言之，重寫引擎使用PktID從協(xié)議表訪問或者獲 取用于分組中的協(xié)議層中的每個(gè)協(xié)議層的信息，而不是從解析器引擎接收解析結(jié)果。
[0086] 層類型。層類型和對(duì)分組的一個(gè)或者多個(gè)字段的哈希的唯一組合向重寫引擎提供 用于每個(gè)協(xié)議層的"通用格式"。在一些實(shí)施例中，這一唯一組合指定在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的協(xié) 議的通用格式的由軟件定義的映射中的一個(gè)映射。通用格式由重寫引擎用來擴(kuò)展協(xié)議層并 且使用軟件命令來修改協(xié)議層。這一信息也向重寫引擎告知每個(gè)協(xié)議層在分組內(nèi)何處開 始。
[0087] 層數(shù)據(jù)偏移。重寫引擎使用數(shù)據(jù)修改傳入報(bào)頭層。這一數(shù)據(jù)可以在分組中任何處 被擴(kuò)展。由于層大小可以變化，所以向重寫引擎在修改期間需要使用的數(shù)據(jù)的偏移可以變 化，這限制對(duì)重寫引擎可以從何處拾取什么數(shù)據(jù)的硬件靈活性。
[0088] 以分層方式布置來自傳入的分組報(bào)頭的提取的數(shù)據(jù)。布置提取的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得 層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的開始偏移每PktID是唯一的。每層的層數(shù)據(jù)偏移用來標(biāo)識(shí)用于修改的提取的 數(shù)據(jù)的位置。由于通過分組的PktID標(biāo)識(shí)在分組內(nèi)的層的結(jié)構(gòu)和來自層的提取的數(shù)據(jù)的位 置，所以軟件和硬件使用相同唯一標(biāo)識(shí)符來管理提取的數(shù)據(jù)，這簡化重寫引擎中的命令。
[0089] 雜項(xiàng)信息。比如校驗(yàn)和和長度數(shù)據(jù)之類的信息向重寫引擎告知對(duì)于關(guān)聯(lián)協(xié)議層的 特殊處置要求，比如校驗(yàn)和重新計(jì)算以及報(bào)頭長度更新。
[0090] 分組一般化方案允許軟件定義通用命令的小集合，該集合完全地基于給定的協(xié)議 層并且獨(dú)立于在這一協(xié)議層之前或者之后的層。分組一般化方案也提供硬件靈活性以使自 身針對(duì)協(xié)議改變和添加而不會(huì)過時(shí)。
[0091] 圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的示例方法300。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)通 常包括解析器引擎和重寫引擎。
[0092] 在步驟305,解析器引擎檢查傳入的分組以標(biāo)識(shí)分組的PktID。在一些實(shí)施例中， 解析器引擎向重寫引擎?zhèn)鬟fPktID，而不是向重寫引擎?zhèn)鬟f分組的解析的數(shù)據(jù)。
[0093] 在步驟310,重寫引擎參考協(xié)議表，該協(xié)議表定義網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)接收的分組的不同分 組結(jié)構(gòu)。重寫引擎使用PktID作為至協(xié)議表的關(guān)鍵字，以提取修改所必需的用于分組的每 個(gè)協(xié)議層的信息。
[0094] 在步驟315,重寫引擎基于在協(xié)議表中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)修改分組。通常，重寫引擎在修 改分組之前擴(kuò)展分組的每個(gè)協(xié)議層。協(xié)議層擴(kuò)展和修改在別處討論。
[0095] 圖4圖示根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的另一示例方法400。網(wǎng)絡(luò)交換 機(jī)通常包括存儲(chǔ)器和至少一個(gè)傳入端口。
[0096] 在步驟405,在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)協(xié)議表。協(xié)議表定義分組的不同分組結(jié)構(gòu)。分組結(jié) 構(gòu)中的每個(gè)分組結(jié)構(gòu)由PktID進(jìn)行索引。分組結(jié)構(gòu)中的每個(gè)分組結(jié)構(gòu)表示協(xié)議層組合并且 包括協(xié)議層組合的每個(gè)協(xié)議層的層信息。協(xié)議表可以被更新以添加表示新協(xié)議的新分組結(jié) 構(gòu)。協(xié)議表也可以被更新以響應(yīng)于協(xié)議的改變來修改分組結(jié)構(gòu)。
[0097] 在步驟410,在傳入端口處接收分組。
[0098] 在步驟415,標(biāo)識(shí)分組的PktID。在一些實(shí)施例中，解析器引擎標(biāo)識(shí)分組的PktID。
[0099] 在步驟420,訪問用于分組的每個(gè)協(xié)議層的信息。通常，信息位于協(xié)議表中。在一 些實(shí)施例中，信息被用來根據(jù)用于對(duì)應(yīng)協(xié)議的通用格式使分組的協(xié)議報(bào)頭一般化。通用格 式在存儲(chǔ)器中由軟件定義。
[0100] 如別處說明的那樣，經(jīng)一般化的協(xié)議報(bào)頭可以通過將至少一個(gè)命令應(yīng)用于經(jīng)一般 化的協(xié)議報(bào)頭來修改。在一些實(shí)施例中，通過使用信息確定用來修改經(jīng)一般化的協(xié)議報(bào)頭 的數(shù)據(jù)的位置，由此修改經(jīng)一般化的協(xié)議報(bào)頭。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的重寫引擎通常使協(xié)議報(bào)頭一 般化并且修改經(jīng)一般化的協(xié)議報(bào)頭。
[0101] 通用格式
[0102] 如以上簡要地說明的那樣，重寫引擎以對(duì)應(yīng)協(xié)議特有的通用格式表示分組的每個(gè) 協(xié)議報(bào)頭，以實(shí)現(xiàn)分組的可編程修改，從而產(chǎn)生在修改分組報(bào)頭時(shí)的硬件和軟件靈活性。
[0103] 圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的將傳入的分組的層進(jìn)行報(bào)頭擴(kuò)展成通用格 式的圖500。在圖5中，傳入的分組包括八個(gè)協(xié)議層。每個(gè)協(xié)議層具有用于相應(yīng)協(xié)議的報(bào) 頭。更多或者更少協(xié)議層如以上指示的那樣是可能的。重寫引擎能夠如圖5中所示從協(xié)議 報(bào)頭中的任何協(xié)議報(bào)頭檢測(cè)缺失字段并且將每個(gè)協(xié)議報(bào)頭擴(kuò)展成它的通用格式。規(guī)范層是 指已經(jīng)擴(kuò)展成它的通用格式的協(xié)議層。簡言之，每個(gè)規(guī)范層包括位矢量，該位矢量具有對(duì)于 無效字段標(biāo)注為〇的位和對(duì)于有效字段標(biāo)注為1的位。
[0104] 圖6A-8C圖示根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的重寫引擎如何對(duì)以太網(wǎng)協(xié)議工作的示 例。圖6A-8C中所示示例證明，重寫引擎能夠?qū)Ρ热缫蕴W(wǎng)協(xié)議之類的協(xié)議的不同變體工 作。每個(gè)示例舉例說明以太網(wǎng)協(xié)議的傳入報(bào)頭及其對(duì)應(yīng)通用格式。雖然未討論其它協(xié)議， 但是注意重寫引擎對(duì)其它協(xié)議相似地工作。
[0105] 圖6A圖示傳入的分組的示例以太網(wǎng)分組報(bào)頭的格式600。以太網(wǎng)分組報(bào)頭600是 22字節(jié)并且包括五個(gè)字段：源地址（SA)字段、目的地地址（DA)字段、服務(wù)VLAN標(biāo)記字段、 客戶VLAN標(biāo)記字段和以太類型字段。SA字段和DA字段各自為6字節(jié)。服務(wù)VLAN標(biāo)記字 段和客戶VLAN標(biāo)記字段各自為4字節(jié)。以太類型字段為2字節(jié)。具有以太網(wǎng)分組報(bào)頭600 的分組是以太網(wǎng)分組的最大變體并且具有最大大小22字節(jié)。
[0106] 重寫引擎處理以太網(wǎng)分組報(bào)頭600并且確定沒有任何字段從以太網(wǎng)分組報(bào)頭 600缺失。以太網(wǎng)分組報(bào)頭600的通用格式因此與以太網(wǎng)分組報(bào)頭600的通用格式相 同，因?yàn)橐蕴W(wǎng)分組報(bào)頭600包含所有可能字段。圖6B圖示表示圖6A的以太網(wǎng)分組報(bào) 頭600的位矢量605。位矢量605的每個(gè)位對(duì)應(yīng)于以太網(wǎng)分組報(bào)頭600的22字節(jié)的一 個(gè)字節(jié)。位矢量605包含所有1，因?yàn)橐蕴W(wǎng)分組報(bào)頭600的所有字段由于字段在以太 網(wǎng)分組報(bào)頭600中存在而都為有效或者具有值。因而，以太網(wǎng)分組報(bào)頭600由通用格式 {22'bllllll_llllll_llll_llll_ll}表示。
[0107] 圖7A圖示傳入的分組的另一示例以太網(wǎng)分組報(bào)頭的格式700。以太網(wǎng)分組報(bào)頭 700為18字節(jié)并且僅包括四個(gè)字段：SA字段、DA字段、客戶VLAN標(biāo)記字段和以太類型字段。 以太網(wǎng)分組報(bào)頭700缺失服務(wù)VLAN標(biāo)記字段。具有以太網(wǎng)分組報(bào)頭700的分組是以太網(wǎng) 分組的另一變體。
[0108] 重寫引擎處理以太網(wǎng)分組報(bào)頭700,并且確定服務(wù)VLAN標(biāo)記字段從以太網(wǎng)分組 報(bào)頭700缺失，并且通過在以太網(wǎng)分組報(bào)頭700的通用格式的適當(dāng)位置處包括缺失的服務(wù) VLAN標(biāo)記字段來將以太網(wǎng)分組報(bào)頭700擴(kuò)展成它的最大大小22字節(jié)。圖7B圖示擴(kuò)展的 以太網(wǎng)分組報(bào)頭的通用格式700'。擴(kuò)展的以太網(wǎng)分組報(bào)頭700'包括以太網(wǎng)協(xié)議的包括缺 失的服務(wù)VLAN標(biāo)記字段的所有可能字段。在擴(kuò)展的以太網(wǎng)分組報(bào)頭700'中的有效字段是 SA字段、DA字段、客戶VLAN標(biāo)記字段和以太類型字段，因?yàn)樗鼈冊(cè)谝蕴W(wǎng)分組報(bào)頭700中 存在。在擴(kuò)展的以太網(wǎng)分組報(bào)頭700'中的無效字段是服務(wù)VLAN標(biāo)記字段，因?yàn)樗谝蕴?網(wǎng)分組報(bào)頭700中不存在、而是被添加在擴(kuò)展的以太網(wǎng)分組報(bào)頭700'中。
[0109] 圖7C圖示表示圖7B的擴(kuò)展的以太網(wǎng)分組報(bào)頭700'的位矢量705。位矢量705的 每個(gè)位對(duì)應(yīng)于擴(kuò)展的以太網(wǎng)分組報(bào)頭700'的22字節(jié)中的一個(gè)字節(jié)。位矢量705包含用于 所有有效字段的1，這些字段是SA字段、DA字段、客戶VLAN標(biāo)記字段和以太類型字段。位 矢量705包含用于所有無效字段的0,這些字段僅為服務(wù)VLAN標(biāo)記字段。因而，以太網(wǎng)分組 報(bào)頭 700 由通用格式{22'bllllll_llllll_0000_llll_ll}表示。
[0110] 圖8A圖示傳入的分組的另一示例以太網(wǎng)分組報(bào)頭的格式800。以太網(wǎng)分組報(bào)頭 800為14字節(jié)并且僅包括三個(gè)字段：SA字段、DA字段和以太類型字段。以太網(wǎng)分組報(bào)頭 800缺失服務(wù)VLAN標(biāo)記字段和客戶VLAN標(biāo)記字段。具有以太網(wǎng)分組報(bào)頭800的分組是以 太網(wǎng)分組的最小變體。
[0111] 重寫引擎處理以太網(wǎng)報(bào)頭800，并且確定服務(wù)VLAN標(biāo)記字段和客戶VLAN標(biāo)記字段 從以太網(wǎng)分組報(bào)頭800缺失，并且通過在以太網(wǎng)分組報(bào)頭800的通用格式的適當(dāng)位置處包 括缺失的服務(wù)VLAN標(biāo)記字段和缺失的客戶VLAN標(biāo)記字段來將以太網(wǎng)分組報(bào)頭800擴(kuò)展成 它的最大大小22字節(jié)。圖8B圖示擴(kuò)展的以太網(wǎng)分組報(bào)頭的通用格式800'。擴(kuò)展的以太 網(wǎng)分組報(bào)頭800'包括以太網(wǎng)協(xié)議的包括缺失的服務(wù)VLAN標(biāo)記字段和缺失的客戶VLAN標(biāo) 記字段的所有可能字段。在擴(kuò)展的以太網(wǎng)分組報(bào)頭800'中的有效字段是SA字段、DA字段 和以太類型字段，因?yàn)樗鼈冊(cè)谝蕴W(wǎng)分組報(bào)頭800中存在。在擴(kuò)展的以太網(wǎng)分組報(bào)頭800' 中的無效字段是服務(wù)VLAN標(biāo)記字段和客戶VLAN標(biāo)記字段，因?yàn)樗鼈冊(cè)谝蕴W(wǎng)分組報(bào)頭800 中不存在、而是被添加在擴(kuò)展的以太網(wǎng)分組報(bào)頭800'中。
[0112] 圖8C圖示表示圖8B的擴(kuò)展的以太網(wǎng)分組報(bào)頭800'的位矢量805。位矢量805的 每個(gè)位對(duì)應(yīng)于擴(kuò)展的以太網(wǎng)分組報(bào)頭800'的22字節(jié)中的一個(gè)字節(jié)。位矢量805包含用于 所有有效字段的1，這些字段是SA字段、DA字段和以太類型字段。位矢量805包含用于所 有無效字段的0,這些字段是服務(wù)VLAN標(biāo)記字段和客戶VLAN標(biāo)記字段。因而，以太網(wǎng)分組 報(bào)頭 800 由通用格式{22'bllllll_llllll_0000_0000_ll}表示。
[0113] 如圖6A-8C中所示，無論傳入以太網(wǎng)報(bào)頭的變化如何，一旦執(zhí)行將以太網(wǎng)報(bào)頭擴(kuò) 展成通用格式，字段偏移與最大大小