CN111224879B - 一种扩展tcam位宽的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种扩展TCAM位宽的方法，其中，包括：规则下发方法以及报文接收和解析方法；规则下发方法包括：将用户规则下发到产品；当产收到用户下发的规则，判断规则长度是是否大于80字节；如果规则小于等于80字节，则直接拿输入规则内容做单条规则；如果规则长度是大于80字节小于156字节，则将规则内容拆分成两条规则，第一条规则是规则内容的前80字节，第二条规则是规则减去第一条规则后，剩下规则内容加上规则ID；将单条规则、规则ID以及规则对应的地址下发到TCAM控制器。本发明一种扩展TCAM位宽的方法能够扩展TCAM查询字节长度。

Description

一种扩展TCAM位宽的方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，是扩展TCAM位宽的方法。
背景技术
TCAM是通信行业常用的一种芯片，可以实现带掩码的规则匹配，用于在通信行业做五元组和关键字过滤。
TCAM的工作原理是：软件在芯片内部的“一个地址”加载一条规则，网络处理器送入需要查询的字段到TCAM查询接口，TCAM如果命中“加载的规则”会返回“规则地址”和填充信息。
随着互联网的快速发展，运营商对数据包深度解析的需求越来越大，其中一个需求点是查询字节长度加大。以往64字节的关键字匹配就能满足需求，目前需求扩展到了128字节。当前最先进的TCAM查询字节只有80字节，因此需要寻找一种方法能扩展TCAM查询字节长度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扩展TCAM位宽的方法，用于解决上述现有技术的问题。
本发明一种扩展TCAM位宽的方法，其中，包括：规则下发方法以及报文接收和解析方法；规则下发方法包括：将用户规则下发到产品；当产收到用户下发的规则，判断规则长度是是否大于80字节；如果规则小于等于80字节，则直接拿输入规则内容做单条规则；如果规则长度是大于80字节小于156字节，则将规则内容拆分成两条规则，第一条规则是规则内容的前80字节，第二条规则是规则减去第一条规则后，剩下规则内容加上规则ID；将单条规则、规则ID以及规则对应的地址下发到TCAM控制器；TCAM控制器收到内部并行总线格式信息，转换成TCAM芯片定义的接口格式，以接口格式的形式把规则内容以及规则信息下发到TCAM指定地址的入口；报文接收和解析方法包括：收到报文后，根据TCP和UDP协议特征做报文解析；根据解析结果，提取出报文中的IP地址以及端口号，并生成查询内容；接收查询信息和查询请求后，将查询内容拆分成前侧和后侧内容；前侧内容80字节，后侧查询内容76字节查询内容；对于超过80字节小于156字节的规则，先将前侧查询内容以内部并行总线的形式送给TCAM控制器，TCAM控制器转换成接口格式接口送到TCAM；TCAM收到查询请求，比对收到的查询内容以及入口地址内存储的规则内容，如果比对成功，则返回命中标记和命中的入口地址数值以及入口地址对应的信息；收到前侧查询返回的信息，如果命中，则将入口地址对应的信息和后侧查询内容拼成一个新的80字节查询内容，查询内容以内部并行总线的形式送给TCAM控制器，TCAM控制器转换成接口格式送到TCAM；TCAM收到查询请求，比对收到的查询内容以及入口地址内存储的规则内容，如果比对成功，则返回命中标记和命中的入口地址数值以及入口地址对应的信息；比较前侧返回结果和后侧返回结果，如果都命中，则标记此超过80字节的内容查询命中了规则，并将命中的地址入口和入口地址对应的信息；根据地址判断输出的端口，将报文送回到网络中。
根据本发明的扩展TCAM位宽的方法的一实施例，其中，规则包括：主机IP地址、端口号等信息，以及同时下发规则的ID号。
根据本发明的扩展TCAM位宽的方法的一实施例，其中，TCAM控制器通讯接口多为低速总线接口。
根据本发明的扩展TCAM位宽的方法的一实施例，其中，规则会指定下发到TCAM内部的80字节规则表项内，每个表项的具体地址入口地址以及规则ID附属信息下发到入口地址对应的存储空间。
本发明一种扩展TCAM字节长度的的方法，可以添加超过80字节的规则。当添加超过80字节的关键字规则时，将规则拆成前侧和后侧两条规则，添加到TCAM两个80字节单元，能够扩展TCAM查询字节长度。
附图说明
图1所示为扩展TCAM位宽的方法的流程图；
图2所示为规则预处理流程图；
图3所示为规则查询方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示为扩展TCAM位宽的方法的流程图，图2所示为规则预处理流程图，如图1以及图2所示，本发明扩展TCAM位宽的方法的规则下发方法包括：
步骤1：产品用户会下发需要的规则，通过管理网口下发到产品。规则可以是：主机IP地址、端口号等信息，以及同时下发规则的ID号。
步骤2：当产收到用户下发的规则，判断规则长度是是否大于80字节；
如果规则小于等于80字节，则直接拿输入规则内容做单条规则；
如果规则长度是大于80字节小于156字节，则将规则内容拆分成两条规则，第一条规则是规则内容的前80字节，第二条规则是规则减去第一条规则后，剩下规则内容加上规则ID；
步骤3：将“单条规则、规则ID信息、规则对应的地址”下发到TCAM控制器。TCAM控制器通讯接口多为低速总线接口。
规则会指定下发到TCAM内部的80字节规则表项(入口)内，每个表项有具体地址入口地址，规则ID等附属信息会下发到入口地址对应的存储空间。
步骤4:TCAM控制器收到内部并行总线格式信息，转换成TCAM芯片定义的接口格式(Interlakern)，以Interlakern的形式把规则内容、规则信息等下发到TCAM指定地址的入口。
图3所示为规则查询方法的流程图，本发明扩展TCAM位宽的方法还包括：报文接收和解析方法，包括：
步骤S1：报文接收、解析；产品会放在运营商机房等网络节点，产品上的网络处理芯片会通过10GE/100GE等类型接口接入现网的报文。收到报文后，根据TCP、UDP等协议特征做报文解析。
步骤S2：网络处理芯片内，根据解析结果，提取出报文中的IP地址、端口号等信息，生成查询内容。
步骤S3：规则查询内容生成后，会送到网络处理芯片内查询规则处理。
步骤S4：接收查询信息和查询请求后，将查询内容拆分成前侧和后侧内容。
前侧内容80字节，后侧查询内容76字节查询内容；这个内容跟CAM入口存放的规则信息内容格式一样。
步骤S5：对于超过80字节小于156字节的规则。先将“前侧查询内容”以内部并行总线的形式送给TCAM控制器，TCAM控制器转换成Interlakern接口送到TCAM。
步骤S6：TCAM收到查询请求，比对“收到的查询内容”以及“入口地址内存储的规则内容”，如果比对成功，则返回“命中标记”和“命中的入口地址数值”以及“入口地址对应的信息，如Rule ID”
步骤S7：收到"前侧查询"返回的信息，如果命中，则将Rule ID信息和后侧查询内容拼成一个新的80字节查询内容。查询内容以内部并行总线的形式送给TCAM控制器，TCAM控制器转换成Interlakern接口送到TCAM。
步骤S8：TCAM收到查询请求，比对“收到的查询内容”以及“入口地址内存储的规则内容”，如果比对成功，则返回“命中标记”和“命中的入口地址数值”以及“入口地址对应的信息，如Rule ID”
步骤S9：比较前侧返回结果和后侧返回结果，如果都命中，则标记“这个超过80字节的内容查询”命中了规则，并将命中的地址入口和Ruld ID返回。
步骤S10：根据地址判断输出的端口，诸如地址<10000,则从端口1输出。将报文送回到网络中。
如图1至图3所示，规则下发方法进一步包括：
用户规则下发：
用户通过命令行下发需要匹配的关键字规则，下发给设备CPU
规则预处理包括：
CPU判断规则是80字节以内或者80字节以上，80字节以内规则作为单条规则，对于80字节以上规则做拆分。
前侧规则是前80字节，后侧规则是76字节规则内容加4字节规则ID；
CPU维护规则表的增删，将拆分的规则传输到TCAM控制器，最后发到两个80字节的TCAM的规则空间，规则ID作为填充信息一并写到规则空间。
报文接收、发送进一步包括：
报文接收、解析：接收网络数据包，根据TCP、UDP等协议特征做报文解析
报文转发：根据查询结果，将数据包输出到指定端口。
规则查询进一步包括：
查询内容生成：报文解析后，提取出报文内的关键字，组成查询信息，发起查询请求
查询规则处理：接收查询信息和查询请求后，将查询内容拆分成前侧和后侧内容。前侧内容80字节，先发起前侧查询操作，获取前侧查询返回的信息(规则ID)后，组成后侧查询内容(76字节查询内容+4字节规则ID)再发起查询。
后侧查询返回的规则地址和填充信息作为最终查询结果。
查询结果返回：获取TCAM返回规则ID以及规则携带信息。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种扩展TCAM位宽的方法，其特征在于，包括：规则下发方法以及报文接收和解析方法；
规则下发方法包括：
将用户规则下发到产品；
当收到用户下发的规则，判断规则长度是否大于80字节；
如果规则小于等于80字节，则直接拿输入规则内容做单条规则；
如果规则长度是大于80字节小于156字节，则将规则内容拆分成两条规则，第一条规则是规则内容的前80字节，第二条规则是规则减去第一条规则后，剩下规则内容加上规则ID；
将单条规则、规则ID以及规则对应的地址下发到TCAM控制器；TCAM控制器收到内部并行总线格式信息，转换成TCAM芯片定义的接口格式，以接口格式的形式把规则内容以及规则信息下发到TCAM指定地址的入口；
报文接收和解析方法包括：
收到报文后，根据TCP和UDP协议特征做报文解析；
根据解析结果，提取出报文中的IP地址以及端口号，并生成查询内容；
接收查询信息和查询请求后，将查询内容拆分成前侧和后侧内容；
前侧内容80字节，后侧查询内容76字节查询内容；
对于超过80字节小于156字节的规则，先将前侧查询内容以内部并行总线的形式送给TCAM控制器，TCAM控制器转换成接口格式接口送到TCAM；
TCAM收到查询请求，比对收到的查询内容以及入口地址内存储的规则内容，如果比对成功，则返回命中标记和命中的入口地址数值以及入口地址对应的信息；
收到前侧查询返回的信息，如果命中，则将入口地址对应的信息和后侧查询内容拼成一个新的80字节查询内容，查询内容以内部并行总线的形式送给TCAM控制器，TCAM控制器转换成接口格式送到TCAM；
TCAM收到查询请求，比对收到的查询内容以及入口地址内存储的规则内容，如果比对成功，则返回命中标记和命中的入口地址数值以及入口地址对应的信息；
比较前侧返回结果和后侧返回结果，如果都命中，则标记此超过80字节的内容查询命中了规则，并将命中的地址入口和入口地址对应的信息返回；
根据地址判断输出的端口，将报文送回到网络中。
2.如权利要求1所述的扩展TCAM位宽的方法，其特征在于，规则包括：主机IP地址、端口号，以及同时下发规则的ID号。
3.如权利要求1所述的扩展TCAM位宽的方法，其特征在于，TCAM控制器通讯接口为低速总线接口。
4.如权利要求1所述的扩展TCAM位宽的方法，其特征在于，规则会指定下发到TCAM内部的80字节规则表项内，每个表项的具体地址入口地址以及规则ID附属信息下发到入口地址对应的存储空间。
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