CN112328593B - 一种对地址学习表进行批量配置的方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对地址学习表进行批量配置的方法、设备及系统，涉及通信技术领域，本发明将所需配置的学习条目进行硬件描述，形成键值信息后，通过解析进一步形成可复用信号，调度到硬件预学习队列中，当地址学习结束后，向软件反馈学习的状态信息。本发明批量配置MAC条目且软件不直接对MAC地址表进行操作，实现软、硬件协同，将软件主动操作MAC地址表的行为，转为被动接受硬件学习反馈，解耦软硬件，安全高效，相互隔离，提高了芯片的兼容性和健壮性。

Description

一种对地址学习表进行批量配置的方法、设备及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种对地址学习表进行批量配置的方法、设备及系统。

背景技术

通信交换设备之所以能够直接对目的节点发送数据包，而不是像集线器一样以广播方式对所有节点发送数据包，最关键的技术就是其可以识别连在网络上的节点的网卡MAC(Media Access Control，媒体访问控制)地址，并把它们放到一个叫做MAC地址表的地方。这个MAC地址表存放于设备的缓存中，并记住这些地址，这样一来当需要向目的地址发送数据时，设备就可在MAC地址表中查找这个MAC地址的节点位置，然后直接向这个位置的节点发送。

MAC条目的自动添加是设备对数据流中MAC地址的学习结果，MAC条目的自动删除是设备对MAC地址表中MAC条目的老化结果。但在实际应用中，用户往往会对MAC地址表进行直接操作来满足业务需求。

目前用户对MAC地址表的操作一般是通过CPU模拟硬件算法，然后逐条地对目标MAC条目进行读写，缺点是在大量MAC条目操作时相当耗时；或者通过DMA(Direct MemoryAccess,直接存储器访问)的方式一次性读写大块MAC数据，缺点是无法对MAC条目进行精细化管理。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种对地址学习表进行批量配置的方法、设备及系统，旨在批量配置MAC条目，实现对MAC条目的精细化管理。

本发明提供一种对地址学习表进行批量配置的方法，所述方法包括以下步骤：

通过软件对待操作的MAC条目进行硬件描述，形成键值信息，所述键值信息包括KEY类型、KEY、条目行为参数以及配置参数；

将所述键值信息转换为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号；

将可复用信号放入缓存中，将缓存中的信号插入到硬件预学习队列中；

通过将硬件预学习队列中的MAC进行出队操作，并经学习引擎对MAC地址表进行学习处理，向软件反馈学习的状态信息。

在上述技术方案的基础上，所述配置参数包括配置的sop和eop标志位以及配置模式，所述配置模式包括添加、删除、更新和查询。

在上述技术方案的基础上，将所述键值信息转换为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号，具体包括以下步骤：

以最长信息宽度或所需支持业务类型中最长的信息宽度作为统一的信息宽度，通过空位补零将长短不一的键值信息归一处理为统一的信息宽度，形成统一数据格式的信号，将转换后的信号翻译解析为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号。

在上述技术方案的基础上，将可复用信号放入缓存中，将缓存中的信号插入到硬件预学习队列中，具体包括以下步骤：

将可复用信号放入缓存中；

若接收到配置参数的sop标志位，则清空缓存；

若接收到配置参数的eop标志位，则打开调度功能，对下发的可复用信号和数据流信号进行仲裁处理，经不同的调度模式依序插入到硬件预学习队列中。

在上述技术方案的基础上，通过将硬件预学习队列中的MAC进行出队操作，并经学习引擎对MAC地址表进行学习处理，具体包括以下步骤：

识别到带有配置模式的信号后，基于不同配置模式进行处理：

其中，配置模式为添加或更新时，对数据流信号进行学习更新操作，并通过学习引擎读取条目在MAC地址表中的位置及数据，并写入待添加或更新的条目数据；

配置模式为查询时，学习引擎只需读取条目在MAC地址表中的位置及数据。

在上述技术方案的基础上，所述学习的状态信息包括：是否学习成功、是否学习命中、学习地址、是否移位操作。

本发明还提供一种电子设备，其包括存储器和处理器，所述存储器中存储有指令，所述处理器用于读取并执行所述存储器中的指令，以使得所述电子设备实现所述的方法。

本发明还提供一种对地址学习表进行批量配置的系统，包括：

软件收发模块，其用于：对待操作的MAC条目进行硬件描述，形成键值信息，所述键值信息包括KEY类型、KEY、条目行为参数以及配置参数；接收反馈回来的学习状态信息，判断操作是否成功并做后续其它处理；

解析模块，其用于：将所述键值信息转换为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号；

插入模块，其用于：将可复用信号放入缓存中，将缓存中的信号插入到硬件预学习队列中；

学习模块，其用于：通过将硬件预学习队列中的MAC进行出队操作，并经学习引擎对MAC地址表进行学习处理，向软件收发模块反馈学习的状态信息。

在上述技术方案的基础上，所述解析模块具体用于：以最长信息宽度或所需支持业务类型中最长的信息宽度作为统一的信息宽度，通过空位补零将长短不一的键值信息归一处理为统一的信息宽度，形成统一数据格式的信号，将转换后的信号翻译解析为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号；

所述插入模块具体用于：将可复用信号放入缓存中；若接收到配置参数的sop标志位，则清空缓存；若接收到配置参数的eop标志位，则打开调度功能，对下发的可复用信号和数据流信号进行仲裁处理，经不同的调度模式依序插入到硬件预学习队列中。

在上述技术方案的基础上，所述学习模块具体用于：

识别到带有配置模式的信号后，基于不同配置模式进行处理：

其中，配置模式为添加或更新时，对数据流信号进行学习更新操作，并通过学习引擎读取条目在MAC地址表中的位置及数据，并写入待添加或更新的条目数据；

配置模式为查询时，学习引擎只需读取条目在MAC地址表中的位置及数据。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明将所需配置的学习条目进行硬件描述，形成键值信息后，通过解析进一步形成可复用信号，调度到硬件预学习队列中，当地址学习结束后，向软件反馈学习的状态信息。本发明批量配置MAC条目且软件不直接对MAC地址表进行操作，实现软、硬件协同，将软件主动操作MAC地址表的行为，转为被动接受硬件学习反馈，解耦软硬件，安全高效，相互隔离，提高了芯片的兼容性和健壮性。

附图说明

图1为本发明实施例中对地址学习表进行批量配置的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中对地址学习表进行批量配置的系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的模块框图；

图4为本发明实施例的具体实施方式流程图；

具体实施方式

参见图1所示，本发明实施例提供一种对地址学习表进行批量配置的方法，所述方法包括以下步骤：

通过软件对待操作的MAC条目进行硬件描述，形成键值信息，所述键值信息包括KEY类型、KEY、条目行为参数以及配置参数；

将所述键值信息转换为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号；

将可复用信号放入缓存中，将缓存中的信号插入到硬件预学习队列中；

通过将硬件预学习队列中的MAC进行出队操作，并经学习引擎对MAC地址表进行学习处理，向软件反馈学习的状态信息。

作为优选的实施方式，将所述键值信息转换为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号，具体包括以下步骤：

将长短不一的键值信息进行归一处理，形成统一数据格式的信号，将转换后的信号翻译解析为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号。

作为优选的实施方式，所述配置参数包括配置的sop(Start Of Process，处理开始)和eop(End Of Process，处理结束)标志位以及配置模式，所述配置模式包括添加、删除、更新和查询。

作为优选的实施方式，将可复用信号放入缓存中，将缓存中的信号插入到硬件预学习队列中，具体包括以下步骤：

将可复用信号放入缓存中；

若接收到配置参数的sop标志位，则清空缓存；

若接收到配置参数的eop标志位，则打开调度功能，对下发的可复用信号和数据流信号进行仲裁处理，经不同的调度模式依序插入到硬件预学习队列中。

作为优选的实施方式，通过将硬件预学习队列中的MAC进行出队操作，并经学习引擎对MAC地址表进行学习处理，具体包括以下步骤：

识别到带有配置模式的信号后，基于不同配置模式进行处理：

其中，配置模式为添加或更新时，对数据流信号进行学习更新操作，并通过学习引擎读取条目在MAC地址表中的位置及数据，并写入待添加或更新的条目数据；此处的更新包括删除，即将条目有效性更新为0。

配置模式为查询时，学习引擎只需读取条目在MAC地址表中的位置及数据。

作为优选的实施方式，所述学习的状态信息包括：是否学习成功、是否学习命中、学习地址、是否移位操作。

参见图2所示，本发明实施例还提供一种对地址学习表进行批量配置的系统，包括：

软件收发模块，其用于：对待操作的MAC条目进行硬件描述，形成键值信息，所述键值信息包括KEY类型、KEY、条目行为参数以及配置参数；接收反馈回来的学习状态信息，判断操作是否成功并做后续其它处理；

解析模块，其用于：将所述键值信息转换为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号；

插入模块，其用于：将可复用信号放入缓存中，将缓存中的信号插入到硬件预学习队列中；

学习模块，其用于：通过将硬件预学习队列中的MAC进行出队操作，并经学习引擎对MAC地址表进行学习处理，向软件收发模块反馈学习的状态信息。

参见图3和4所示，本发明实施例的对地址学习表进行批量配置的方法，具体包括以下步骤：

用户需要配置N条MAC条目，经软件收发模块，将MAC条目进行硬件描述，形成键值信息：KEY类型和不同的业务类型一一对应；KEY会依据KEY类型映射到MAC地址表的某一位置；条目行为参数涵盖了待配置MAC条目中的具体行为数据；配置参数包括配置的sop和eop标志位以及配置模式——添加，删除，更新，查询。

这些长短不一的键值信息会被传递给解析模块，首先会将长短不一的键值信息进行归一处理，形成统一数据格式的信号，其次这些信号会被翻译解析为与硬件预学习队列相兼容的信号，可直接被硬件学习模块处理。解析模块接收到配置参数的eop标志则停止接收软件收发模块的下发信息，直至软件收发模块确认收到学习模块的反馈信息后，发送ACK信号给解析模块。

为了提高配置效率，这些统一数据格式的信号会被保存到插入模块的缓存中，若接收到配置参数的sop标志，则清空缓存，若接收到带eop的信号后，会打开调度功能，将经本系统下发的信号和数据流信号进行仲裁处理，经不同的调度模式依序插入到硬件预学习队列中。

学习模块处理预学习队列中的信号，对数据流信号进行正常的学习更新操作，对本系统下发的信号，依据配置模式进行添加，删除，更新，查询操作。其中学习模块对于添加，删除，更新的处理逻辑和数据流信号处理逻辑保持一致，都是对MAC地址表的读写操作。对于查询操作，仅进行MAC地址表的读操作。

经学习模块处理的本系统信号，会在完成与MAC地址表的交互后进行终结，因此不会对数据流信号的后续处理产生影响，并会反馈交互结果，数据流不会进行反馈。软件收发模块可以获取是否学习成功、学习命中、学习地址、是否站点移位等状态信息。

图4中Sop clear cache表示识别到sop标志即清空缓存；

Packet表示数据流信号；

Scheduling表示调度，用于系统下发的信号与数据流信号之间的调度；

Pre Learn Entry表示预学习队列条目；

Learn表示学习引擎；

以下结合图4以用户希望配置4条MAC条目为例做具体说明。

4条MAC条目为entry0、entry1、entry2、entry3。配置行为分别是添加，删除，更新，查询。业务类型为keyType0，keyType1，keyType2，keyType3。不同业务类型所需键值信息不同，因此键值长度不同。例如，Mac地址转发业务和交叉连接转发业务所需健值长度不同。将entry0条目的转发出口添加到MAC地址表；将entry1条目从MAC地址表中删除；将entry2条目的新转发出口更新到MAC地址表；获取entry3条目在MAC地址表中的位置和行为。

(1)软件收发模块将entry0、entry1、entry2、entry3条目进行硬件描述，形成键值信息，包括具体的key、业务类型，以及条目的行为参数和配置参数。sop告知系统输入开始，eop告知系统输入结束，配置规则为：第一个条目配置sop，最后一个条目配置eop，其余条目不配置该标志。例如entry0携带sop标志，entry3携带eop标志。然后将这四组键值信息作为激励传递给解析模块。

(2)四组长短不一的键值信息被传递给解析模块后，会以最长信息宽度或系统需支持业务类型中最长的信息宽度，经过空位补零的方法，将长短不一的键值信息进行归一处理为统一的信息宽度，然后这些信息会被翻译解析为与硬件预学习队列相兼容的信号，这些信号已经可以直接被硬件学习模块处理。参见图4所示，其中解析模块识别到eop标志则停止接收软件收发模块的下发信号，直至软件收发模块确认收到学习模块的反馈信息后，发送ACK(Acknowledgement，确认字符)信号给解析模块。

(3)上述四组统一信号经解析模块直接下发到插入模块，并被保存到插入模块的缓存中。具体过程为当接收到entry0时，识别到sop标志即清空缓存，确保缓存干净，再依次存储entry0，entry1，entry2，entry3直至识别到eop标志。识别到eop时，即表示缓存已经存储了该次需处理的全部信号，可以进行调度。即收到eop解析模块会停止接收信号，达到缓存只存储sop到eop之间信号的目的。

(4)插入模块识别到eop标志并缓存完毕后，会打开调度功能，将经数据流产生的信号和本系统下发的信号进行调度处理，调度处理包括但不限于轮询、严格优先级等调度模式。其中数据流产生的信号包括但不限于从业务端口、CPU端口、其他外部端口等通道进入的数据信号。

(5)经调度处理后的信号直接进入预学习队列中，作为学习模块的输入。对于数据流信号，学习引擎正常进行学习处理。对于本系统下发的信号，识别到带有配置模式信号后，进行基于不同配置模式的处理：其中配置模式为添加，删除，更新的学习引擎处理方式和数据流信号处理方式一致，即读取条目在MAC地址表中的位置及数据，并写入待添加或更新的条目数据；配置模式为查询的只需读取条目在MAC地址表中的位置及数据。本系统下发的信号经过学习引擎处理后即进行终结。

(6)当本系统下发的信号被终结后，学习模块会反馈交互结果给软件收发模块，反馈结果包括但不限于，是否学习成功、是否学习命中、学习地址、是否移位操作等状态信息。软件收发模块基于这些反馈信息，可再依用户需求进行下一步处理，同时发送ACK信号给解析模块，告知其可再次接收软件收发模块的下发信息。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，其包括存储器和处理器，所述存储器中存储有指令，所述处理器用于读取并执行所述存储器中的指令，以使得所述电子设备实现所述对地址学习表进行批量配置的方法中的全部或部分流程。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种对地址学习表进行批量配置的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

通过软件对待操作的MAC条目进行硬件描述，形成键值信息，所述键值信息包括KEY类型、KEY、条目行为参数以及配置参数；

将所述键值信息转换为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号；

将可复用信号放入缓存中，将缓存中的信号插入到硬件预学习队列中；

通过将硬件预学习队列中的MAC进行出队操作，并经学习引擎对MAC地址表进行学习处理，向软件反馈学习的状态信息；

将所述键值信息转换为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号，具体包括以下步骤：

以最长信息宽度或所需支持业务类型中最长的信息宽度作为统一的信息宽度，通过空位补零将长短不一的键值信息归一处理为统一的信息宽度，形成统一数据格式的信号，将转换后的信号翻译解析为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号；

将可复用信号放入缓存中，将缓存中的信号插入到硬件预学习队列中，具体包括以下步骤：

将可复用信号放入缓存中；

若接收到配置参数的sop标志位，则清空缓存；

若接收到配置参数的eop标志位，则打开调度功能，对下发的可复用信号和数据流信号进行仲裁处理，经不同的调度模式依序插入到硬件预学习队列中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配置参数包括配置的sop和eop标志位以及配置模式，所述配置模式包括添加、删除、更新和查询。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

通过将硬件预学习队列中的MAC进行出队操作，并经学习引擎对MAC地址表进行学习处理，具体包括以下步骤：

识别到带有配置模式的信号后，基于不同配置模式进行处理：

其中，配置模式为添加或更新时，对数据流信号进行学习更新操作，并通过学习引擎读取条目在MAC地址表中的位置及数据，并写入待添加或更新的条目数据；

配置模式为查询时，学习引擎只需读取条目在MAC地址表中的位置及数据。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述学习的状态信息包括：是否学习成功、是否学习命中、学习地址、是否移位操作。

5.一种电子设备，其特征在于：其包括存储器和处理器，所述存储器中存储有指令，所述处理器用于读取并执行所述存储器中的指令，以使得所述电子设备实现如权利要求1～4中任意一项所述的方法。

6.一种对地址学习表进行批量配置的系统，其特征在于，包括：

软件收发模块，其用于：对待操作的MAC条目进行硬件描述，形成键值信息，所述键值信息包括KEY类型、KEY、条目行为参数以及配置参数；接收反馈回来的学习状态信息，判断操作是否成功并做后续其它处理；

解析模块，其用于：将所述键值信息转换为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号；

插入模块，其用于：将可复用信号放入缓存中，将缓存中的信号插入到硬件预学习队列中；

学习模块，其用于：通过将硬件预学习队列中的MAC进行出队操作，并经学习引擎对MAC地址表进行学习处理，向软件收发模块反馈学习的状态信息；

所述解析模块具体用于：以最长信息宽度或所需支持业务类型中最长的信息宽度作为统一的信息宽度，通过空位补零将长短不一的键值信息归一处理为统一的信息宽度，形成统一数据格式的信号，将转换后的信号翻译解析为与硬件预学习队列相兼容的可复用信号；

所述插入模块具体用于：将可复用信号放入缓存中；若接收到配置参数的sop标志位，则清空缓存；若接收到配置参数的eop标志位，则打开调度功能，对下发的可复用信号和数据流信号进行仲裁处理，经不同的调度模式依序插入到硬件预学习队列中。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述学习模块具体用于：

识别到带有配置模式的信号后，基于不同配置模式进行处理：

其中，配置模式为添加或更新时，对数据流信号进行学习更新操作，并通过学习引擎读取条目在MAC地址表中的位置及数据，并写入待添加或更新的条目数据；

配置模式为查询时，学习引擎只需读取条目在MAC地址表中的位置及数据。

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