CN102763376A - 用于电信网络环境中共同组动作过滤的方法和系统 - Google Patents

用于电信网络环境中共同组动作过滤的方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种路由设备，包括：包括与多个值相互关联的共同组标识符的存储器，其中，每个值都是使用具体网络参数得到；包括与所述共同组标识符相互关联的共同组动作的存储器；解析动作模块（212），被配置用于访问共同组标识符关联存储器，以及用于将所述共同组标识符与配置有所述具体网络参数的分组关联；以及共同组动作模块（220），被配置用于访问共同组动作关联存储器，以及用于确定要被应用到所述分组的所述共同组动作。确定要被应用到所述分组的共同组动作包括：依靠所述共同组标识符选择所述共同组动作。

Description

用于电信网络环境中共同组动作过滤的方法和系统
技术领域
这里做出的公开涉及电信网络系统和据此的传递信息的方法，尤其涉及使用过滤器对通过电信网络的业务应用规则。
背景技术
在基于网络处理器的路由器和交换机中，过滤器可被用于对进入的和离开的分组采取动作。基于网络处理器的路由器在此处被定义成包括基于现场可编程门阵列（FPGA）的路由器和交换机（即，路由设备）。这种动作的示例包括（但不限于）路由表映射、访问控制列表映射等等。这些过滤器使用预定义的字段，这些字段从进入的分组和/或入接口和/或实体解析得到。在过滤器上用不同的值将规则编程，以匹配用以采取一些动作的准则。从而，如图1所示，在属于共同组（例如VPRN(1)或VPRN(2)）的接口（图1中被引为“IF”）的数量大，并且过滤器需要在所有这些接口上采取共同的动作（例如，指派到相应的VPRN路由表）的情况下，必须以每个接口为基础地在过滤器上配置特定的规则。
至今，对于在基于网络处理器的路由器和交换机中配置过滤器以对进入的和离开的分组采取动作来说，这种为每个接口/实体配置多个单独的规则以获得相同的组行为的方法是最著名的方案。对将该规则配置用于每个接口（即，每个接口唯一的规则）的需求导致每个规则对存储器的不希望的消耗，这会引起由于规则搜索机制使用存储器资源而带来的性能降低。例如，在这种过滤功能的一种实施方式中，基于硬件的CAM（内容可定址存储器）被用于快速搜索机制。但不随人愿的是，就存储器使用而言，在基于硬件的CAM中使用大量的规则是成本昂贵的。
发明内容
本发明的多种实施方式提供了一种在电信网络环境中使用过滤器对进入的和离开的分组采取动作的存储器高效的方式。如图1所示，用于实现这种过滤功能的现有技术方案通常依靠相对快速的存储器（例如静态随机访问存储器（SRAM））来减少读/写时间以便实现更快的分组处理，这会导致附加的成本。与这种现有技术的方案形成对比的是，根据本发明的实施方式实现这种过滤功能则要使用网络处理器和/或FPGA，这减少了存储流上下文所需的存储器，并因此有利地减少了存储器开销。此外，根据本发明的实施方式来实现这种过滤功能的另一好处是，通过显著地减少由网络处理器执行的搜索数量来避免性能降低。如此，本发明的实施方式能够增强存储器使用、降低成本、减少存储器访问带宽并提高分组处理性能。
在本发明的一种实施方式中，用于对由分组路由设备处理的分组提供共同组动作的方法包括多个操作。至少一个数据处理装置由耦合到该至少一个数据处理装置的存储器执行对指令的访问，所述指令引起所述至少一个数据处理装置将共同组标识符与分组关联。所述共同组标识符唯一地指示具有至少一个共同网络参数的一组分组。引起所述至少一个数据处理装置将共同组标识符与分组关联包括：引起所述至少一个数据处理装置依靠所述至少一个共同网络参数并从多个可用共同组标识符来选择所述共同组标识符，其中，每个所述可用共同组标识符都被保留在相应的存储器位置。所述至少一个数据处理装置由所述存储器访问指令，该指令引起所述至少一个数据处理装置对将要应用到所述分组的共同组动作进行确定。引起所述至少一个数据处理装置对将要应用到所述分组的共同组动作进行确定包括：引起所述至少一个数据处理装置依靠所关联的共同组标识符并从多个可用共同组动作选择所述共同组动作，其中，每个所述可用共同组动作都被保留在相应的存储器位置。
在本发明的另一实施方式中，一种计算机可读介质，其上实现有并可从其访问通过至少一个数据处理装置可解译的指令集。该指令集被配置用于引起所述至少一个数据处理装置执行用于将共同组标识符与分组关联以及确定要应用到所述分组的共同组动作的操作。所述共同组标识符唯一地指示具有至少一个共同网络参数的一组分组。将所述共同组标识符与所述分组关联包括：依靠所述至少一个共同网络参数并从多个可用共同组标识符选择所述共同组标识符，其中，每个可用共同组标识符都被保留在相应的存储器位置中。确定要应用到所述分组的共同组动作包括：依靠所关联的共同组标识符并从多个可用共同组动作选择所述共同组动作，其中，每个可用共同组动作都被保留在相应的存储器位置中。
在本发明的另一实施方式中，一种路由设备包括：包括与多个值相互关联的共同组标识符的存储器，其中，每个值都是使用特定的网络参数来得到，所述存储器包括与所述共同组标识符相互关联的共同组动作，解析动作模块被配置用于访问共同组标识符关联存储器，以及用于将所述共同组标识符与配置有所述特定网络参数的分组关联；以及共同组动作模块被配置用于访问共同组动作关联存储器，以及用于确定要应用到所述分组的共同组动作。确定要应用到所述分组的共同组动作包括：依靠所述共同组标识符选择所述共同组动作。
在进一步阅读下面的说明书、相关附图和所附权利要求之后，本发明的这些及其它对象、实施方式、益处和/或区别将会变得显而易见。
附图说明
图1是示出了以每个接口为基础的基于规则过滤的现有技术实施方式的图示。
图2是示出了根据本发明的一种实施方式配置的共同组动作功能的实施的图示。
图3是示出了根据本发明的一种实施方式配置的解析动作查找存储器位置的实施方式的图表。
图4是示出了根据本发明的一种实施方式配置的共同组动作查找存储器位置的实施方式的图表。
具体实施方式
与在电信网络环境中使用过滤器对进入的和离开的分组采取动作的现有技术方法形成对照的是，本发明的实施方式利用组标识符来确定向特定组实体的每个实例应用哪个规则。这种组实体的示例包括（但不限于）具有共同网络接口参数（例如网络接口编号）的组、具有共同组管理者（例如VPRN、VPLS等）的组、具有共同端口标识符的组。根据本发明的实施方式使能的路由器或交换机的每个进入的分组都具有与其关联的标识符。每个标识符都是在共同组实体的实例间共享的组标识符，从而允许随后将其用作共同组标识符。共同组标识符可被保留在例如内部寄存器、内部随机访问存储器（RAM）中和/或经由分组封装来保留。结合共同组标识符被指派给分组，该共同组标识符还作为过滤器中的查找参数（例如字段），以采取多个组实体实例（即，那些由特定共同组标识符限定的那些组实体实例）间共享的共同动作。这种关联标识符并用标识符查找（即匹配）对应规则的方法在这里被称为共同组动作功能。因而，本发明的实施方式显著地减少了针对过滤器配置的规则的数量。
参考图2，示出了根据本发明的实施方式的提供共同组动作功能的具体实现。虽然所描述的实施是基于内部寄存器的实施，但是考虑到此处进行的公开，本领域技术人员能够将这种实施修改为基于内部RAM的实施、分组封装实施或其他适合类型的实施。接口是能够通过物理端口或物理端口与VLAN标识符（IEEE 802.1Q）组合表示的逻辑实体。关于特定组实体（例如VPRN-虚拟私有网络，rfc2547）实例的每个接口（箭头形框200）都表示组实体实例。VPRN接口实例中的每个实例都耦合在相应的端口（框205和206）和过滤器208之间。过滤器208被配置用来执行组动作功能。
参考图2和3，解析动作查找存储器210中的多个存储器位置是每个存储器位置都预先配置有解析动作，该解析动作用来将共同组标识符（ID）与相应的端口和VLAN ID组合关联。在此公开的是，这种存储器位置还可以配置有与接受业务所关联的动作、选择TM（业务管理）队列所关联的动作等有关的解析动作信息。在在端口205、206中的一个上收到帧的情况下，其中分组被提供给过滤器208的解析动作模块212，在解析动作模块212中，分组经历在端口和分组的VLAN ID上执行的解析动作散列。循环冗余校验-32（CRC-32）散列是这种解析动作散列的一个示例。来自解析动作散列（例如在解析动作查找存储器210的存储器位置215处）的散列结果（例如散列值）被用于确定相应共同组ID的存储器位置（例如在解析动作查找存储器210的存储器位置218处），跟随其后的是该存储器位置的内容被获取到实施过滤器的设备（例如路由设备或交换设备的网络处理器（NP））的内部寄存器。网络处理器是数据处理单元的一个示例。随后，分组被发送到过滤器208的共同动作模块220。
在此公开的是，此处提到的接口可以是以太网技术（即IEEE 802.1Q）的情况下零封装（没有VLAN报头）端口的情况下的每个端口一个接口，或者是每个端口多于一个接口（带有VLAN报头）。因为VLAN ID是12位的字段，所以可以是每个端口最多有4K接口。在此还公开的是，优选地根据端口和VLAN ID得到解析动作散列。每个接口可属于VPRN实例中的一个，并且每个VPRN实例具有其自己的路由表。
现在参考图2和4，共同组动作查找存储器225中的多个存储器位置以及对应的散列规则配置有按共同组ID可能经由解析动作散列进行的共同组动作。当共同动作模块220接收到分组时，分组的共同组ID经历共同动作散列。由共同动作散列得到的散列结果（例如，在共同组动作查找存储器225的存储器位置227处）被用于确定对应共同组动作的存储器位置（例如，在共同组动作查找存储器225的存储器位置229处）。从存储器位置获取对应的共同组动作，并使用获取的共同组动作来对分组进行处理。
共同组动作中的每一个都对具有特定共同组ID的分组提供被发送到共同组动作管理者单元，比如相应的VPRN路由表。从而，在分组对应于VPRN接口(1)的情况下，不管该分组是在哪个端口或哪个端口/VLAN ID上接收到的，它都被转发到VPRN(1)路由表232。可替换地，在分组对应于VPRN接口(2)的情况下，不管该分组是在哪个端口或哪个端口/VLANID上接收到的，它都被转发到VPRN(2)路由表234。
在此公开的是，VPRN是共同组管理者的示例，其中许多（例如成千的）接口需要做相同的动作（即共同组动作）。从而，作为VPRN的替代，根据本发明的共同组管理者可以是另一类型的共同组管理者，比如，举例来讲，VPLS（虚拟私有LAN（局域网）服务）。
在此公开的是，由解析动作模块212和共同组动作模块联合执行的操作表示用于根据本发明的实施方式执行的共同组动作功能的单个规则。如此，本领域技术人员能够理解，在大量接口属于单个VPRN实例（例如VPRN(1)或VPRN(2)）的实现中，只需要在根据本发明的实施方式配置的过滤器中配置每个VPRN实例的一个规则及对应的动作。作为对照，图1中描述的现有技术过滤方法则要求为每个接口实例配置规则和对应的动作。
以上参考图2-4进行讨论的VPRN接口过滤是根据本发明的实施方式来实现共同组动作功能的一个示例。在此公开的是，可针对需要共同动作的其他使用扩展根据本发明的共同组动作功能。例如，如果每个VPRN实例需要图2的过滤器中的更多字段以便采取一些其他一（多）个共同动作，则可从根据本发明的共同组动作功能的实现得到甚至更大数量的规则节省。
与现有技术中用于多个接口的共同组动作功能的实现相比，根据本发明实施方式的共同组动作功能显著地减少了针对过滤器配置的规则的数量。在这种共同组动作功能的现有技术实现中，多个存储器位置预先配置有现有技术解析动作，比如举例来讲，用于具体端口和VLAN ID组合的与接受业务关联的解析动作、与选择TM队列关联的动作以及类似动作。不同的存储器位置和散列规则配置有按端口和VLAN ID组合的共同组动作。当在执行基于规则过滤的设备的端口（例如以太网端口）上接收到帧时，在端口和VLAN ID组合上进行散列（例如crs-32散列），并且散列查找的结果指向这种预配置的存储器位置中对应的一个。这种对应的存储器位置的内容被获取到执行基于规则的过滤的设备的内部寄存器。分组于是被发送到下一处理模块，其中，来自该分组的入口端口和VLAN ID被散列并与对应于预配置的共同组动作的信息进行比较。随后，从相应的存储器位置获取共同组动作，并使用所获取的共同组动作对分组进行处理。由此可见，在对共同组动作功能的这种现有技术实现中，需要为共同组动作以每个端口和VLAN ID组合为基础配置的散列规则的数量要比根据本发明需要为共同组动作配置的散列规则的数量大得多。如此，与对共同组动作功能的现有技术实施相比，根据本发明的实施方式实施的共同组动作功能以更加有效的方式来利用存储器空间。
现在参考可由数据处理装置处理的指令，从此处做出的公开可以理解，适于执行此处公开的共同组动作功能的方法、进程和/或操作有形地由其上具有指令的计算机可读介质来实现，所述指令被配置为执行这种功能。在一个具体实施方式中，指令被有形地实现，以便执行以上参照图2-4公开的方法。指令可由一个或多个数据处理装置从存储器设备（例如RAM、ROM、虚拟存储器、硬盘存储器等）、从可由数据处理系统的驱动器单元读取的设备（例如磁盘、光盘、盒式磁带等）或从上述两者访问。在这种方式中，此处公开的解析动作模块和共同组驱动模块可被实现为可从存储器访问并由数据处理装置（比如举例来讲，分组路由设备的中央处理单元和/或网络处理器）执行的指令。因此，根据本发明的计算机可读介质的实施方式包括光盘、硬盘、RAM或在其上已对适于执行根据本发明的共同组动作功能的计算机程序（即指令）进行映像的其他类型的存储设备。
在之前的详细描述中，对构成本专利的一部分的附图进行了引用，并且在其中通过示例性说明的方式示出了其中可实践本发明的具体实施方式。这些实施方式以及其中的某些变形已经被足够详细地描述，使得本领域技术人员能够实施本发明的实施方式。可以理解的是，可使用其他适合的实施方式，并且在不偏离本发明公开的精神或范围的情况下，可以进行逻辑、机械、化学和电的改变。为了避免不必要的细节，描述省略了本领域技术人员熟知的一些信息。因此，之前的详细描述并不是为了受限于此处所提及的特定形式，恰恰相反，其是为了覆盖那些可以被合理地包括到所附权利要求的精神和范围内的替换、修改和等效。

Claims (10)

1.一种用于对由分组路由设备处理的分组提供共同组动作的方法，包括：
至少一个数据处理装置，其从耦合到该至少一个数据处理装置的存储器访问指令，所述指令引起所述至少一个数据处理装置将共同组标识符与分组关联，其中，所述共同组标识符唯一地指示具有至少一个共同网络参数的一组分组，并且其中，引起所述至少一个数据处理装置将所述共同组标识符与所述分组关联包括：引起所述至少一个数据处理装置依靠所述至少一个共同网络参数并从多个可用共同组标识符选择所述共同组标识符，其中，每个所述可用共同组标识符都被保留在相应的存储器位置；以及
所述至少一个数据处理装置从所述存储器访问指令，所述指令引起所述至少一个数据处理装置确定要被应用到所述分组的共同组动作，其中，引起所述至少一个数据处理装置确定要被应用到所述分组的所述共同组动作包括：引起所述至少一个数据处理装置依靠所关联的共同组标识符并从多个可用共同组动作选择所述共同组动作，其中，每个可用共同组动作都被保留在相应的存储器位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，引起所述至少一个数据处理装置将所述共同组标识符与所述分组关联包括：引起所述至少一个数据处理装置：
使用所述至少一个共同网络参数得到散列结果；以及
依靠所述共同网络参数得到的散列结果选择所述共同组标识符。
3.根据权利要求2所述的方法，其中：
所述至少一个共同网络参数包括共同虚拟网络接口参数；以及
引起所述至少一个数据处理装置生成所述共同网络参数得到的散列结果包括：引起所述至少一个数据处理装置使用所述共同虚拟网络接口参数生成所述共同网络参数得到的散列结果。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，引起所述至少一个数据处理装置确定所述共同组动作包括：引起所述至少一个数据处理装置：
使用所述关联的共同组标识符得到散列结果；以及
依靠所述共同组标识符得到的散列结果选择所述共同组动作。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，引起所述至少一个数据处理装置确定所述共同组动作包括：引起所述至少一个数据处理装置：
使用所述关联的共同组标识符得到散列结果；以及
依靠所述共同组标识符得到的散列结果选择所述共同组动作。
6.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述至少一个共同网络参数包括共同虚拟网络接口参数；
引起所述至少一个数据处理装置将所述共同组标识符与所述分组关联包括：引起所述至少一个数据处理装置访问多个存储器位置，所述存储器位置将所述共同组标识符与使用所述共同虚拟网络接口参数得到的多个散列结果相互关联，以及依靠使用所述共同虚拟网络接口参数为所述分组得到的散列结果，将表示所述共同组标识符的存储器位置内容获取到内部寄存器。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，引起所述至少一个数据处理装置确定所述共同组动作包括：引起所述至少一个数据处理装置：
使用所述关联的共同组标识符得到散列结果；
访问将所述共同组动作与所述共同组标识符相互关联的多个存储器位置；以及
依靠所述共同组标识符得到的散列结果，获取与所述共同组动作对应的内容存储器位置内容。
8.一种计算机可读介质，其上实现有并可从其访问通过至少一个数据处理装置可解译的指令集，该组指令被配置用于引起所述至少一个数据处理装置执行操作以用于：
将共同组标识符与分组关联，其中，所述共同组标识符唯一地指示具有至少一个共同网络参数的一组分组，并且其中，将所述共同组标识符与所述分组关联包括：依靠所述至少一个共同网络参数并从多个可用共同组标识符选择所述共同组标识符，其中，每个可用共同组标识符都被保留在相应的存储器位置；以及
确定要被应用到所述分组的共同组动作，其中，确定要被应用到所述分组的所述共同组动作包括：依靠所述关联的共同组标识符并从多个可用共同组动作选择所述共同组动作，其中，每个可用共同组动作都被保留在相应的存储器位置。
9.根据权利要求8所述的计算机可读介质，其中，将所述共同组标识符与所述分组关联包括：
使用所述至少一个共同网络参数得到散列结果；以及
依靠所述共同网络参数得到的散列结果来选择所述共同组标识符。
10.一种路由设备，包括：
包括与多个值相互关联的共同组标识符的存储器，其中，每个所述值都是使用具体网络参数得到；
包括与所述共同组标识符相互关联的共同组动作的存储器；
解析动作模块，被配置用于访问所述共同组标识符关联存储器，以及用于将所述共同组标识符与配置有所述具体网络参数的分组关联；以及
共同组动作模块，被配置用于访问所述共同组动作关联存储器，以及用于确定要被应用到所述分组的所述共同组动作，其中，确定要被应用到所述分组的共同组动作包括：依靠所述共同组标识符来选择所述共同组动作。
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