CN112333032B

CN112333032B - 一种网络芯片scl key的可编程实现方法

Info

Publication number: CN112333032B
Application number: CN202011344624.7A
Authority: CN
Inventors: 尤树华; 崔兴龙; 杨八双
Original assignee: Suzhou Centec Communications Co Ltd
Current assignee: Suzhou Centec Communications Co Ltd
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2022-04-22
Anticipated expiration: 2040-11-25
Also published as: CN112333032A

Abstract

本发明涉及一种SCL KEY的可编程实现方法，所述方法包括如下步骤：步骤一，用户配置选择报文的关键字类型；步骤二，根据所述选择报文的所述关键字类型获取灵活关键字模板；步骤三，通过所述灵活关键字模板生成灵活关键字；步骤四，基于所述灵活关键字更新SCL KEY。本发明通过灵活关键字模板选取报文任意位置任意长度的字段得到灵活关键字，并更新得到SCL KEY，能够在不影响原有芯片SCL KEY逻辑基础上，实现SCL KEY的灵活可编程。

Description

一种网络芯片SCL KEY的可编程实现方法

技术领域

本发明涉及网络交换芯片设计技术领域，具体涉及一种网络芯片SCL KEY的可编程实现方法。

背景技术

网络交换芯片设计时，会使用网络服务列表(Service Classify List,SCL)模块来对报文做服务分类处理，比如隧道报文需要进行解封装，需要对报文中Vlan进行转换等。但是，SCL需要匹配报文中的特定字段才能对报文做正确的分类，即只有匹配到相应字段的报文才能做相对应的处理。

目前都是预先在芯片中设计键类型(KeyType)，根据不同的键类型(KeyType)类型选择报文的不同字段。比如，虚拟扩展局域网(Vxlan)隧道报文解封装，芯片会设计键类型(KeyType)为虚拟扩展局域网(Vxlan)时，选择报文外层源目标(Source)IP地址，外层目标(Destination)IP地址，VNI等有关隧道的信息字段去匹配SCL表项，如果匹配上，则满足隧道解封装条件，即报文出隧道，报文需要剥离隧道头。所以，在设计芯片SCL模块，会针对Vxlan报文进行硬编码配置固定的KeyType，使用Vxlan Header的Source IP地址，外层Destination IP地址，VNI作为SCL的KEY，那么，此时如果有客户提出不需要Source IP地址作为SCL Key，则是无法满足客户需求的。

此外，预先定义的KeyType选择报文的字段，这个是芯片硬编码的，芯片投入使用后即不可更改，即内部逻辑设计就已经定型，不可更改。但是，网络的发展却日益迅速，新的网络协议层出不穷。新的网络协议在需要使用SCL模块时，需要选择本协议关心的报文字段，但是由于没有预先设计对应的KeyType，导致新的网络协议无法在已有网络芯片中使用，大大缩减了芯片的使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种网络芯片SCL KEY的可编程实现方法，能够满足不同用户选择报文的不同字段作为SCL Key。

为实现上述目的，本发明提出一种网络芯片SCL KEY的可编程实现方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一，用户配置选择报文的关键字类型；

步骤二，根据所述选择报文的所述关键字类型获取灵活关键字模板；

步骤三，通过所述灵活关键字模板生成灵活关键字；

步骤四，基于所述灵活关键字更新SCL KEY。

优选地，所述根据所述选择报文的所述关键字类型获取灵活关键字模板包括：

根据所述选择报文的所述关键字类型获取模板配置标识；

根据所述模板配置标识获取灵活关键字模板。

优选地，所述灵活关键字模板包括：

选取控制单元，用于控制选取所述选择报文的字段；

配置控制单元，用于控制配置所述灵活关键字的暂存放位置。

优选地，所述选取控制单元包括字段偏移位置信息和字段长度信息，根据所述字段偏移位置信息和所述字段长度信息确定所述选择报文的字段。

优选地，在步骤四之前，还包括将所述灵活关键字(XKey)暂存放在灵活关键字列表中的步骤。

优选地，所述更新的方法包括扩展和替换。

优选地，所述替换是基于用户配置的配置文件(Xkey Profile)的操作(operation)选项为替换(Replace)进行操作，将所述灵活关键字替换固定关键字。

优选地，所述扩展是基于用户配置的配置文件(Xkey Profile)的操作(operation)选项为扩展(Expand)进行操作，在固定关键字的基础上增加所述灵活关键字。

优选地，扩展所述选择报文的字段的灵活关键字时，所述服务列表关键字支持双宽长度。

本发明的SCL Key的可编程实现方法，对于后续应用中需要的报文在网络芯片中的应用，用户灵活配置选择报文的关键字类型，根据关键字类型生成了灵活关键字，基于灵活关键字在服务列表关键字中的更新，使得网络服务列表能够支持更多的网络协议，既满足日益发展的网络协议处理，又满足用户的自定需求，延长了网络芯片的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明SCL Key的可编程实现方法的流程示意图；

图2是本发明灵活关键字的生成过程示意图；

图3是本发明SCL Key中灵活关键字的扩展过程示意图；

图4是本发明SCL Key中灵活关键字的替换过程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的技术构思为通过键类型(Key Type)作为索引(Index)获取灵活模板配置标识符(Template Profile ID)，通过灵活模板配置标识符(Template Profile ID)可以获取灵活关键字模板(XKey Template)，灵活关键字模板(XKey Template)中包含N组信息，其中，N＞2。每组信息包括字段偏移位置(Offset)和字段长度(Length)，用户可以通过灵活关键字模板(XKey Template)中的字段偏移位置(Offset)和字段长度(Length)选择报文中相应位置的字段，选取的字段作为灵活关键字(XKey)，并更新所选择报文的字段的灵活关键字(XKey)。

基于本发明的技术构思，本发明SCL Key的可编程实现方法的流程如图1所示，包括以下步骤：

步骤一，用户配置选择报文的关键字类型(Key Type)；

步骤二，根据所述选择报文的所述关键字类型(Key Type)获取灵活关键字模板(XKey Template)；

步骤三，通过所述灵活关键字模板(XKey Template)生成灵活关键字(XKey)；

步骤四，基于所述灵活关键字(XKey)更新服务列表关键字(SCL Key)。

在本申请实施例中，根据所述选择报文的所述关键字类型(Key Type)获取灵活关键字模板(XKey Template)包括：

根据所述选择报文的所述关键字类型(Key Type)获取模板配置标识(TemplateProfile ID)；

根据所述模板配置标识(Template Profile ID)获取灵活关键字模板(XKeyTemplate)。

在本申请中，模板配置标识(Template Profile ID)具有唯一性，通过模板配置标识获取的灵活关键字模板(XKey Template)更加准确。

在本申请实施例中，通过灵活关键字模板(XKey Template)生成灵活关键字(XKey)的过程如图2所示，主要是在灵活关键字模板(XKey Template)的作用下，控制选取分组数据(即选择报文)的起始位置和长度；并通过模板配置文件(Template Profile)控制是否选取分组数据(即选择报文)的字段以及存放在灵活关键字列表(XKey Table)的位置。具体生成灵活关键字的过程如下：

步骤1，获取选择报文在报文中的位置；

获取选择报文即分组数据(Packet Data)，将分组数据(Packet Data)送入数据解码函数(Data Decode Function)中，通过数据解码函数(Data Decode Function)获取分组数据(Packet Data)在报文中相应位置的信息。

步骤2，通过获取的灵活关键字模板选取所述选择报文(分组数据)的字段偏移位置和字段长度；

在本申请实施例中，灵活关键字模板(XKey Template)是通过关键字类型(KeyType)获取的，而关键字类型(Key Type)是通过用户灵活配置的，这样能够很好的满足用户的不同需求。

在本申请实施例中，灵活关键字模板(XKey Template)包括选取控制单元和配置控制单元；选取控制单元用于控制选取所述选择报文的字段；配置控制单元用于控制配置所述灵活关键字(XKey)的暂存放位置。选取控制单元包括N组字段偏移位置Offset和字段长度Length信息，根据所述字段偏移位置信息和所述字段长度信息确定所述选择报文的字段；配置控制单元包括模板配置文件(Template Profile)

在生成一组灵活关键字时，通过灵活关键字模板(XKey Template)的一组字段偏移位置Offset和字段长度Length信息，确定选择报文的字段。其中，字段偏移位置Offset是指选取的选择报文的起始位置，字段长度Length是指选取的选择报文的字段长度，在本申请实施例中，灵活关键字模板(XKey Template)支持的长度为4bit，8bit，16bit，32bit，64bit和128bit。

步骤3，通过模板配置文件(Template Profile)控制选取选择报文的字段以及暂存放在灵活关键字列表(XKey Table)中的位置；

通过用户配置的模板配置文件(Template Profile)能够控制是否选取选择报文即分组数据的字段且在灵活关键字列表(XKey Table)中的暂存放位置。

步骤4，将控制选取所述选择报文的字段的所述灵活关键字的值暂存放在所述灵活关键字列表中的位置。

灵活关键字表(XKey Table)用于暂存放灵活关键字(XKey)的值，灵活关键字(XKey)在存放时以4bit为一个nibble。

例如，在编程时，XKey Table.gNibble[index].data[4]表示存放4bit data。XKeyTable.gNibble[index].data[8]表示存放8bit data；8bit data占用2个nibble；XKeyTable.gNibble[index].data[16]表示存放16bit data；16bit data占用4个nibble；XKeyTable.gNibble[index].data[32]表示存放32bit data；32bit data占用8个nibble；XKeyTable.gNibble[index].data[64]表示存放64bit data；64bit data占用16个nibble；XKeyTable.gNibble[index].data[128]表示存放128bit data；128bit data占用32个nibble。

至此，用户灵活配置完成生成灵活关键字，即实现编程自定义灵活关键字，以满足出厂后用户在后期应用过程中的各种需求。

本申请实施例中，通过灵活关键字模板(XKey Template)选择报文生成灵活关键字(XKey)，然后通过模板配置文件(Template Profile)控制灵活关键字(XKey)暂存放到灵活关键字列表(XKey Table)的对应位置。当XKeyTable.gNibble[index].nibbleEn为1时，表示该位置的灵活关键字(XKey)有效。

在本申请实施例中，对于生成且暂存放在灵活关键字列表(XKey Table)中的灵活关键字(XKey)，需要更新至网络服务列表关键字(SCL Key)中才能满足应用需求。

对于灵活关键字列表(XKey Table)中的灵活关键字(XKey)需要先选取再更新至网络服务列表关键字(SCL Key)中。

在本申请实施例中，选取XKey时，通过关键字类型(XKey Type)获取用户配置的灵活关键字配置标识(Xkey Profile ID)，根据灵活关键字配置标识(Xkey Profile ID)获取灵活关键字配置文件(Xkey Profile)，通过灵活关键字配置文件(Xkey Profile)控制选择灵活关键字列表(XKey Table)中的灵活关键字(XKey)，然后更新至网络服务列表关键字(SCL Key)中。

本申请中，在生成灵活关键字和选择灵活关键字(XKey)时，都是依据的关键字类型(XKey Type)，这样能够保证关键字的正确性。

也就是说，本申请通过灵活关键字配置文件(XKey Profile)控制选取灵活关键字列表(XKey Table)中灵活关键字(XKey)，即控制将灵活关键字(XKey)中相关位置的数据扩展或者替换到(SCL Key)中，作为SCL查找的依据。

在本申请实施例中，为了兼容原有的固定关键字(SCL Fixed Key)即Fixed Key的方式，灵活关键字(XKey)是在原有的固定关键字(SCL Fixed Key)(即Fixed Key)基础上添加新的Key(即XKey)，或者，替换原有的固定关键字(Fixed Key)或者无操作，通过灵活关键字配置文件(XKey Profile)进行控制。

在本申请实施例中，灵活关键字更新报文中的固定关键字的方式包括扩展和替换两种。灵活关键字的更新是在灵活关键字配置文件的作用下对灵活关键字表中的关键字的值做控制选择，从而完成服务器列表的关键字的更新。即更新后的服务器列表关键字(SCLKEY)包括固定关键字和灵活关键字(新增加的灵活关键字XKey或者替换的灵活关键字(XKey))。

在本申请实施例中，所述选择报文的字段的灵活关键字的更新方式包括扩展和替换。

所述选择报文的字段的灵活关键字更新时，当选择报文的字段与初始报文的字段完全不同时，扩展所述选择报文的字段的灵活关键字；所述选择报文的字段的灵活关键字更新时，当选择报文的字段与初始报文的字段存在重叠时，替换所述选择报文的字段的灵活关键字；所述初始报文的字段为出厂时SCL Key中的固定关键字(Fixed Key)所对应的报文的字段。

在本申请实施例中，灵活关键字更新报文中的固定关键字的方式包括扩展和替换两种，当扩展所述选择报文的字段的灵活关键字(XKey)时，是在原有固定关键字(FixedKey)的基础上增加灵活关键字(XKey)，即更新后的关键字包括固定关键字(Fixed Key)和灵活关键字(XKey)，这样没有改变原来的网络芯片中原有的固定关键字(Fixed Key)又增添了可适应新要求的灵活关键字(XKey)。当替换所述选择报文的字段的灵活关键字(XKey)时，是将原有至少一个固定关键(Fixed Key)替换为灵活关键字(XKey)，这样是将适应新要求的灵活关键字(XKey)替换原有的部分固定关键字(Fixed Key)。因此，本申请中关键字是在出厂使用后仍可编程修改，从而能够提高网络芯片的可适用性，增加网络芯片的寿命；且本申请提供两种更新方式，能够满足用户操作过程中多样性的需求。

替换方式的更新

如图3所示为扩展方式的更新过程示意图，灵活关键字的扩展是基于用户配置的配置文件(Xkey Profile)的操作(operation)选项为扩展(Expand)进行操作，在原有的固定关键字(Fixed Key)的基础上增加灵活关键字(XKey)。

由于SCL Key长度分为单宽和双宽，因此，在SCL KEY基础上添加灵活关键字(XKey)时，只能支持单宽长度。

然后，添加灵活关键字(XKey)时，SCL Key长度由单宽长度变为双宽长度，这样SCLKey除了原有的固定关键字(Fixed Key)之外，还能够满足客户新增的灵活关键字(XKey)，达到可编程性目的。

灵活关键字配置文件包括索引单元、模式单元和掩码单元，通过索引单元(XKeyProfile.index)够控制选取灵活关键字的位置；通过模式单元(XKeyProfile.mode)能够控制灵活关键字的选取模式，即是4bits，8bits，16bits，32bits，64bits以及128bits。通过掩码单元(XKey Profile.Mask)能够控制掩码值，以掩去灵活关键字值(Xkey Data)的相关bit，保留相关bit放入到SCL Key中。

步骤S11，通过索引单元控制选取灵活关键字(XKey)的位置；

通过灵活关键字配置文件(XKey Profile)中的索引单元控制从灵活关键列字列表(XKey Table)中选取对应位置的灵活关键字(XKey)；

步骤S12，通过模式单元控制灵活关键字(XKey)的选取模式；

通过灵活关键字配置文件(XKey Profile)中的模式单元控制灵活关键字列表(XKey Table)中的选取模式，选取模式包括4bits，8bits，16bits，32bits，64bits以及128bits，依据选取模式能够选取4bits，8bits，16bits，32bits，64bits以及128bits的灵活关键字。

步骤S13，通过掩码单元控制掩码，得到灵活关键字的值。

通过灵活关键字配置文件(XKey Profile)中的掩码单元控制掩码，得到灵活关键字的值。当为1时保留对对应位置的bit值，当为0时，掩去对应的bit值

步骤S14，在所述固定关键字的基础上扩展所述灵活关键字得到SCL Key。

在本申请实施例中，当扩展所述选择报文的字段的灵活关键字(XKey)时，是在原有固定关键字(Fixed Key)的基础上增加灵活关键字(XKey)，即更新后SCL关键字包括固定关键字(Fixed Key)和灵活关键字(XKey)，这样没有改变原来的网络芯片中原有的固定关键字(Fixed Key)又增添了可适应新要求的灵活关键字(XKey)。

(2)替换方式的更新

如图4所示为本发明SCL Key中灵活关键字的替换过程示意图，灵活关键字(XKey)的替换是基于用户配置的配置文件(Xkey Profile)的操作(operation)选项为替换(Replace)进行操作，灵活关键字(XKey)对原有的固定关键字(Fixed Key)进行部分替换。

也就是说，如果用户想自定义SCL Key或者更改部分(Fixed Key)字段，可以使用灵活关键字(XKey)替换固定关键字Fixed Key字段。

灵活关键字配置文件(XKey Profile)包括索引单元、模式单元、掩码单元和字段位置偏移单元，通过索引单元(XKey Profile.index)的信息能够控制选取灵活关键字的位置；通过模式单元(XKey Profile.mode)的信息能够控制选取灵活关键字的选取模式，即是4bits，8bits，16bits，32bits，64bits以及128bits。通过掩码单元(XKey Profile.Mask)能够控制掩码值，以掩去Xkey Data的相关bit，保留相关bit放入到SCL Key中，通过字段位置偏移单元(XkeyP rofile.Offset)的信息能够控制替换固定关键字(Fixed Key)的起始位置。

如果想替换整个固定关键字(Fixed Key)，则将Fixed SCL Key与Mask反掩码将关键字Key字段全掩为0，再将灵活关键字(XKey)与Mask进行掩码后的值存放到Fixed SCLKey的位置，此时Offset应该为0。

如果想替换部分固定关键字(Fixed Key)，则Offset为替换(Fixed Key)的起始位置，将Fixed SCL Key与Mask反掩码，掩掉需要替换的bit，保留不需要替换的bit，再将XKey与Mask进行掩码后的值存放到Fixed SCL Key的位置，此时Offset应该为替换的起始位置。

步骤S21，通过索引单元控制选取灵活关键字(XKey)的位置；

通过灵活关键字配置文件(XKey Profile)中的索引单元控制从灵活关键字列表XKey Table中选取灵活关键字XKey的位置；

步骤S22，通过模式单元控制灵活关键字(XKey)的选取模式；

通过灵活关键字配置文件XKey Profile中的模式单元控制灵活关键字(XKey)的选取模式；选取模式包括4bits，8bits，16bits，32bits，64bits以及128bits，那么根据选取模式得到的有4bits，8bits，16bits，32bits，64bits以及128bits的灵活关键字。

步骤S23，通过掩码单元控制掩码，得到灵活关键字的值。

步骤S24，灵活关键字(XKey)对原有的固定关键字(Fixed Key)进行部分替换得到SCL Key。

在本申请实施例中，当替换所述选择报文的字段的灵活关键字(XKey)时，是将原有至少一个固定关键字(Fixed Key)替换为灵活关键字(XKey)，这样得到的新的网络芯片中的SCL Key能够很好适应用户的需求。

本发明的网络芯片根据用户配置的关键字类型(Key Type)获取对应的所述模板配置文件标识(Template Profile ID)，通过模板配置文件标识(Template Profile ID)，获取对应的灵活关键字模板文件(Template Profile)，通过灵活关键字模板文件(Template Profile)根据选择报文的字段生成灵活关键字(XKey)，并更新选择报文的字段的灵活关键字(XKey)，从而得到网络芯片的服务列表关键字(SCL KEY)，这样能够满足不同用户选择报文的不同字段作为SCL Key。

本发明提出的网络芯片SCL KEY的可编程实现方法，通过用户配置能够编程生成灵活关键字，通过灵活关键字对固定关键字的更新，即通过扩展或替换的方式实现更新网络芯片的服务列表关键字，从而使用户可根据需求对网络芯片进行编程，进一步提高了网络芯片的使用寿命。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本说明书一个或多个实施例的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书一个或多个实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书一个或多个实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种网络芯片SCL KEY的可编程实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一，用户配置选择报文的关键字类型；

步骤三，通过所述灵活关键字模板生成灵活关键字；

步骤四，基于所述灵活关键字更新SCL KEY。

2.如权利要求1所述的网络芯片SCL KEY的可编程实现方法，其特征在于，所述根据所述选择报文的所述关键字类型获取灵活关键字模板包括：根据所述选择报文的所述关键字类型获取模板配置标识，根据所述模板配置标识获取灵活关键字模板。

3.如权利要求1所述的网络芯片SCL KEY的可编程实现方法，其特征在于，所述灵活关键字模板包括：

选取控制单元，用于控制选取所述选择报文的字段；

4.如权利要求3所述的网络芯片SCL KEY的可编程实现方法，其特征在于，所述选取控制单元包括字段偏移位置信息和字段长度信息，根据所述字段偏移位置信息和所述字段长度信息确定所述选择报文的字段。

5.如权利要求1所述的网络芯片SCL KEY的可编程实现方法，其特征在于，在步骤四之前，还包括将所述灵活关键字暂存放在灵活关键字列表中的步骤。

6.如权利要求1所述的网络芯片SCL KEY的可编程实现方法，其特征在于，所述更新的方式包括扩展和替换。

7.如权利要求6所述的网络芯片SCL KEY的可编程实现方法，其特征在于，所述替换是将所述灵活关键字替换固定关键字。

8.如权利要求6所述的网络芯片SCL KEY的可编程实现方法，其特征在于，所述扩展是在固定关键字的基础上增加所述灵活关键字。

9.如权利要求8所述的网络芯片SCL KEY的可编程实现方法，其特征在于，扩展所述选择报文的字段的灵活关键字时，所述SCL KEY支持双宽长度。