基于TCAM的解决范围匹配的并行IP包分类器及方法

摘要

基于TCAM的解决范围匹配的并行IP包分类方法属于计算机网络技术中IP包转发和处理领域，其特征在于：他通过对IP包的分类规则定义其ID，并根据ID进而将分类规则划分成多个组，然后将各规则组分别存储在多个TCAM芯片内实现分布式的存储，在实现并行IP包分类的同时，无需显著的增加TCAM的使用量；同时，他充分利用常规TCAM中一些未被实用的比特，对规则中的范围域进行编码，使得某些本来需要用多条TCAM表项存储的规则，仅用一条TCAM表项即可存储，解决了TCAM的范围匹配问题，节省了TCAM的实用量。他具有吞吐量高，稳定性好和实现成本低的优点。

主权项

1.基于TCAM的解决范围匹配的并行IP包分类器，其特征在于，它含有：路由器负责维护和管理的CPU，它通过运行分布式规则表生成算法，把IP包分类规则表划分成K个分布式的子规则表，同时对规则的端口域进行编码，并生成关键字编码表，然后把编码后的分布式子规则表和关键字编码表送到TCAM和与其配套的SRAM进行存储；K个三元的基于内容寻址的存储器，即K个TCAM，每个TCAM内存有一个由上述路由器CPU划分成的分布式子规则表和一个关键字编码表，对待分类的IP包的关键字进行分类和范围域的编码；K个SRAM，用于存储每个分类规则对应的实施动作的代码；并行分类器的控制部分，它由一个现场可编程门阵列，即FPGA芯片实现，它含有：一个IP包缓冲器，缓冲待分类的IP包；一个集中分配器，它内存有各个TCAM内存放的由路由器CPU告知的分布式子规则表的信息，它负责提取待分类的IP包的关键字，并根据分布式子规则表在各个TCAM内存放的信息，把待分类IP包的关键字分配给对应的TCAM进行分类查找，同时根据各个TCAM的负载情况，自适应均衡的把对IP包待编码的端口信息域的编码的任务分配给各个TCAM；它的输入端连接IP包缓冲器的输出端；K个关键字缓冲器，它们是用来缓存待分类但还没有编码的IP包的关键字，它们各自的输入端与上述的集中分配器的对应输出端相连；K个待编码信息缓冲器，它们是用来缓存IP包关键字中需要编码的端口域信息；它们各自的输入端与上述的集中分配器的对应输出端相连；K个调度器，它们各自的2个输入端分别与上述的K个关键字缓冲器、K个代编码信息缓冲器的相应输出端相连，它们各自的一个输出端与上述相应的一个TCAM的输入端相连，它负责安排和调度对应的TCAM的访问；K个编码结果存储器，它们各自的输出端与上述相应的调度器的输入端相连；一个编码返回器，它的K个输入端分别和K个SRAM的输出端相连，输入来自SRAM的编码结果或者最终的分类结果；它的编码结果的输出端与上述各编码结果存储器的输入端相连；它还有一个最终分类结果的输出端，把最终的分类结果返回。