CN112866111B - 流表管理的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了流表管理的方法和装置，涉及计算机技术领域。该方法的一具体实施方式包括：利用硬件模块接收数据报文的标识信息；利用所述硬件模块在第一流表中查找与所述数据报文的标识信息对应的索引项，在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项；所述第二流表包括：标识字段、转发字段和索引字段；若匹配成功，则利用所述硬件模块根据所述目标流表项中转发字段的字段值对所述数据报文进行转发；若匹配失败，则控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块。该实施方式通过合理的划分软件模块和硬件模块的功能，能够简化硬件模块的实现复杂度，降低硬件模块的使用资源和成本。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种流表管理的方法和装置。
背景技术
流表是防火墙设备和SDN(Software Defined Network，软件定义网络)交换机等设备里常用的转发表数据结构。
现有的流表管理方案有：
一、硬件模块只实现流表的查找和报文的转发；软件模块实现流表项的新建和删除流程；软件通过直接读写硬件模块的流表内容进行流表项新建和更新；
二、硬件模块既负责流表的查找转发，也负责流表项的新建和删除；软件模块只负责告知硬件模块新建流表项的键值，或删除流表项的键，不直接参与流表中内容的修改。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
方案一中软件模块实现大部分的流表管理功能，硬件模块实现简单，但软件模块实现的流表项新建和删除性能较低；
方案二中硬件模块实现大部分的流表管理功能，硬件模块实现复杂，消耗硬件很多资源，成本较高，容易出错。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种流表管理的方法和装置，通过合理的划分软件模块和硬件模块的功能，能够简化硬件模块的实现复杂度，降低硬件模块的使用资源和成本。通过将软件模块和硬件模块之间的接口封装为报文接口，提高了报文的传输效率。
为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种流表管理的方法，包括：
利用硬件模块接收数据报文的标识信息；
利用所述硬件模块在第一流表中查找与所述数据报文的标识信息对应的索引项，在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项；所述第二流表包括：标识字段、转发字段和索引字段；
若匹配成功，则利用所述硬件模块根据所述目标流表项中转发字段的字段值对所述数据报文进行转发；若匹配失败，则控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块。
可选地，利用所述硬件模块在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项，包括：
A、在第二流表中查找索引字段的字段值为所述索引项的候选流表项；判断所述候选流表项中标识字段的字段值是否与所述数据报文的标识信息相同；若是，则以所述候选流表项作为所述目标流表项；否则，执行步骤B；
B、判断所述候选流表项的索引字段所指向的流表项中标识字段的字段值是否与所述数据报文的标识信息相同；若是，则以所述候选流表项的索引字段所指向的流表项作为所述目标流表项；否则，执行步骤C；
C、以所述候选流表项的索引字段所指向的流表项作为新的候选流表项，重复步骤B，直至达到预设停止条件。
可选地，所述预设停止条件为：匹配成功，或者所述流表链头的字段值为预设停止符。
可选地，控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块之后，还包括：
利用所述软件模块从第三流表中查找与所述数据报文的报文内容匹配的转发操作，根据匹配的所述转发操作转发所述数据报文。
可选地，控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块之后，还包括：
控制所述软件模块以所述数据报文的标识信息作为标识字段的字段值、以预设停止符作为链头字段的字段值、以所述转发操作作为转发字段的字段值，构建拟写入所述第二流表的新建流表项；
利用所述软件模块从可用索引队列中获取可用索引，根据所可用项索引和所述新建流表项构建写表项报文并发送至硬件模块；构造包含据所可用项索引和所述数据报文的标识信息的挂指针报文，然后将所述挂指针报文发送至所述硬件模块；
控制所述硬件模块查找所述第二流表中标识字段的字段值与所述数据报文的标识信息相同的各个流表项，将所述各个流表项中最后一个流表项中索引字段的字段值设置为所述可用索引，然后将所述新建流表项写入所述第二流表中所述可用索引所指向的表项中。
可选地，所述第二流表还包括：时间戳字段；所述方法还包括：
控制所述硬件模块轮训所述第二流表中的所有流表项，若所述所有流表项中任一流表项中时间戳字段的字段值满足预设老化条件，则根据所述任一流表项和指向所述任一流表项的索引项构造老化报文，并发送至所述软件模块；
利用所述软件模块根据所述老化报文构建删指针报文，并发送至所述硬件模块；所述删指针报文包括：指向所述任一流表项的索引项，以及所述任一流表项中标识字段的字段值、索引字段的字段值；
控制所述硬件模块查找所述第二流表中是否存在标识字段的字段值与所述任一流表项中标识字段的字段值相同、且索引字段的字段值为所述指向所述任一流表项的索引项的流表项；若存在，则将查找到的流表项中索引字段的字段值设置为所述任一流表项中索引字段的字段值，然后在所述删指针报文中标记表明删除成功的提示信息并发送至所述软件模块；若不存在，则控制所述硬件模块在所述删指针报文中标记表明删除失败的提示信息并发送至所述软件模块；
控制所述软件模块在接收到所述硬件模块发送的标记表明删除成功的提示信息的所述删指针报文之后，将所述指向所述任一流表项的索引项写入可用索引队列中；在接收到所述硬件模块发送的标记表明删除失败的提示信息的所述删指针报文之后，进行异常保护处理。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种流表管理的装置，包括：
接收单元，利用硬件模块接收数据报文的标识信息；
匹配单元，利用所述硬件模块在第一流表中查找与所述数据报文的标识信息对应的索引项，在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项；所述第二流表包括：标识字段、转发字段和索引字段；
转发单元，若匹配成功，则利用所述硬件模块根据所述目标流表项中转发字段的字段值对所述数据报文进行转发；若匹配失败，则控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块。
可选地，所述匹配单元利用所述硬件模块在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项，包括：
A、在第二流表中查找索引字段的字段值为所述索引项的候选流表项；判断所述候选流表项中标识字段的字段值是否与所述数据报文的标识信息相同；若是，则以所述候选流表项作为所述目标流表项；否则，执行步骤B；
B、判断所述候选流表项的索引字段所指向的流表项中标识字段的字段值是否与所述数据报文的标识信息相同；若是，则以所述候选流表项的索引字段所指向的流表项作为所述目标流表项；否则，执行步骤C；
C、以所述候选流表项的索引字段所指向的流表项作为新的候选流表项，重复步骤B，直至达到预设停止条件。
可选地，所述预设停止条件为：匹配成功，或者所述流表链头的字段值为预设停止符。
可选地，所述转发单元控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块之后，还包括：
利用所述软件模块从第三流表中查找与所述数据报文的报文内容匹配的转发操作，根据匹配的所述转发操作转发所述数据报文。
可选地，所述装置还包括新建单元，用于：在所述转发单元控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块之后，
控制所述软件模块以所述数据报文的标识信息作为标识字段的字段值、以预设停止符作为链头字段的字段值、以所述转发操作作为转发字段的字段值，构建拟写入所述第二流表的新建流表项；
利用所述软件模块从可用索引队列中获取可用索引，根据所可用项索引和所述新建流表项构建写表项报文并发送至硬件模块；构造包含据所可用项索引和所述数据报文的标识信息的挂指针报文，然后将所述挂指针报文发送至所述硬件模块；
控制所述硬件模块查找所述第二流表中标识字段的字段值与所述数据报文的标识信息相同的各个流表项，将所述各个流表项中最后一个流表项中索引字段的字段值设置为所述可用索引，然后将所述新建流表项写入所述第二流表中所述可用索引所指向的表项中。
可选地，所述第二流表还包括：时间戳字段；所述装置还包括删除单元，用于：
控制所述硬件模块轮训所述第二流表中的所有流表项，若所述所有流表项中任一流表项中时间戳字段的字段值满足预设老化条件，则根据所述任一流表项和指向所述任一流表项的索引项构造老化报文，并发送至所述软件模块；
利用所述软件模块根据所述老化报文构建删指针报文，并发送至所述硬件模块；所述删指针报文包括：指向所述任一流表项的索引项，以及所述任一流表项中标识字段的字段值、索引字段的字段值；
控制所述硬件模块查找所述第二流表中是否存在标识字段的字段值与所述任一流表项中标识字段的字段值相同、且索引字段的字段值为所述指向所述任一流表项的索引项的流表项；若存在，则将查找到的流表项中索引字段的字段值设置为所述任一流表项中索引字段的字段值，然后在所述删指针报文中标记表明删除成功的提示信息并发送至所述软件模块；若不存在，则控制所述硬件模块在所述删指针报文中标记表明删除失败的提示信息并发送至所述软件模块；
控制所述软件模块在接收到所述硬件模块发送的标记表明删除成功的提示信息的所述删指针报文之后，将所述指向所述任一流表项的索引项写入可用索引队列中；在接收到所述硬件模块发送的标记表明删除失败的提示信息的所述删指针报文之后，进行异常保护处理。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种流表管理的电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例第一方面提供的方法。
根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的方法。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过合理的划分软件模块和硬件模块的功能，能够简化硬件模块的实现复杂度，降低硬件模块的使用资源和成本。通过将软件模块和硬件模块之间的接口封装为报文接口，提高了报文的传输效率。通过挂指针报文和删指针报文，实现硬件模块对流表中流表项的搜索和修改，硬件模块独立完成指针的挂接和删除，减少了与软件模块的交互，提高了新建流表项和删除流表项的性能。
上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
附图说明
附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：
图1是根据本发明实施例的流表管理的方法的主要流程的示意图；
图2是本发明实施例中第一流表和第二流表的示意图；
图3是本发明可选实施例中流表管理的方法的示意图；
图4是根据本发明实施例的流表管理的装置的主要组成的示意图；
图5是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；
图6是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
本发明中提及的硬件模块是指使用ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，一种集成电路)或FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)芯片等硬件来实现数据面工作的元件，软件模块是指使用CPU(Central Processing Unit/Processor，中央处理器)等软件来实现转发工作中的控制面工作的元件。控制面的工作通常包括收发控制报文，实现转发策略的匹配，将转发策略变成转发表下发给硬件模块。数据面的工作通常包括通过查找转发表，实现对数据报文的转发。流表是防火墙设备和SDN(Software Defined Network，软件定义网络)交换机等设备里常用的转发表数据结构。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种流表管理的方法。
图1是根据本发明实施例的流表管理的方法的主要流程的示意图，如图1所示，流表管理的方法，包括：步骤S101、步骤S102、步骤S103、步骤S104、步骤S105和步骤S106。
步骤S101、利用硬件模块接收数据报文的标识信息。
标识信息用于唯一标识一种转发操作。实际应用过程中，可以使用数据报文中的五元组(源IP域sip、目的IP域dip、源端口域sport、目的端口域dport、协议域protocol)或者五元组的哈希值作为数据报文的标识信息。标识信息相同的数据报文属于同一条数据流，其转发动作依据同一个流表表项进行转发。
在步骤S102中，利用所述硬件模块在第一流表中查找与所述数据报文的标识信息对应的索引项。步骤S103中，在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项。
第一流表包括标识字段key和索引字段nxt_ptr，其中存储各个标识信息与索引项的映射关系。第二流表包括：标识字段key、转发字段value和索引字段nxt_ptr。
第二流表中，每个流表项的索引字段的字段值指向第二流表中的一个流表项，每个转发字段的字段值对应一个转发操作。第二流表中，可以使用数据报文中的五元组(源IP域(sip)、目的IP域(dip)、源端口域(sport)、目的端口域(dport)、协议域(protocol))或者五元组的哈希值作为key。标识信息相同的数据报文属于同一条数据流，其转发动作依据同一个流表表项进行转发。第二流表使用链表的基本结构来实现，流表key值相同的流表项通过next_ptr字段来连接，链表最后一个流表项里的字段nxt_ptr为预设停止符(例如0)。
在匹配目标流表项时，先从第一流表中查找与数据报文的标识信息对应的索引项，然后从第二流表中查找索引字段的字段值为该索引项的流表项，根据查找结果确定目标流表项。图2是本发明实施例中第一流表和第二流表的示意图，图中hdr表代表第一流表，Flow表代表第二流表。如图2所示，若在hdr表中查找与数据报文的标识信息对应的索引项为nxt_ptr0，则从Flow表中查找索引字段的字段值为nxt_ptr0的流表项；若在hdr表中查找与数据报文的标识信息对应的索引项为nxt_ptr1，则从Flow表中查找索引字段的字段值为nxt_ptr1的流表项。
可选地，利用所述硬件模块在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项，包括：
A、在第二流表中查找索引字段的字段值为所述索引项的候选流表项；判断所述候选流表项中标识字段的字段值是否与所述数据报文的标识信息相同；若是，则以所述候选流表项作为所述目标流表项；否则，执行步骤B；
B、判断所述候选流表项的索引字段所指向的流表项中标识字段的字段值是否与所述数据报文的标识信息相同；若是，则以所述候选流表项的索引字段所指向的流表项作为所述目标流表项；否则，执行步骤C；
C、以所述候选流表项的索引字段所指向的流表项作为新的候选流表项，重复步骤B，直至达到预设停止条件。
可选地，所述预设停止条件为：匹配成功，或者所述流表链头的字段值为预设停止符。预设停止符可以根据实际情况进行选择性设定，例如定义0为预设停止符，则当索引字段的字段值为0时匹配结束。当索引字段nxt_ptr的字段值为预设停止符时表示没有下一个流表项了。当依次比较nxt_ptr所指向的所有流表项后，依然没有key匹配的流表项，表示匹配不成功，将数据报文上交软件模块。
以图2示出的hdr表和Flow表为例，假设图2的Flow表中第八行流表项中索引字段的字段值nxt_ptr7为预设停止符。若在hdr表中查找与数据报文的标识信息对应的索引项为nxt_ptr1，则从Flow表中查找索引字段的字段值为nxt_ptr1的流表项(图2中第六行流表项)，判断第六行流表项的key5是否与数据报文的标识信息相同。若是，则以第六行流表项作为目标流表项；否则，判断第六行流表项的索引字段nxt_ptr1所指向的流表项(假设为图中箭头指示的第八行流表项)中标识字段的字段值key7是否与数据报文的标识信息相同。若是，则以第八行流表项作为目标流表项；否则，由于nxt_ptr7为预设停止符，停止匹配，匹配不成功。
步骤S104、判断是否匹配成功；若匹配成功，则跳转至步骤S105，利用所述硬件模块根据所述目标流表项中转发字段的字段值对所述数据报文进行转发；否则跳转至步骤S106，控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块。
通过合理的划分软件模块和硬件模块的功能，能够简化硬件模块的实现复杂度，降低硬件模块的使用资源和成本。通过将软件模块和硬件模块之间的接口封装为报文接口，提高了报文的传输效率。通过挂指针报文和删指针报文，实现硬件模块对流表中流表项的搜索和修改，硬件模块独立完成指针的挂接和删除，减少了与软件模块的交互，提高了新建流表项和删除流表项的性能。
可选地，控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块之后，还包括：利用所述软件模块从第三流表中查找与所述数据报文的报文内容匹配的转发操作，根据匹配的所述转发操作转发所述数据报文。第三流表包括标识字段和转发字段。与第二流表的主要区别在于，第三流表中标识信息的粒度大于第二流表中标识信息的粒度。例如，第二流表中以五元组作为标识信息，第三流表中以五元组中的一部分(比如二元组或三元组)作为标识信息。
可选地，控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块之后，还包括：
控制所述软件模块以所述数据报文的标识信息作为标识字段的字段值、以预设停止符作为链头字段的字段值、以所述转发操作作为转发字段的字段值，构建拟写入所述第二流表的新建流表项；
利用所述软件模块从可用索引队列中获取可用索引，根据所可用项索引和所述新建流表项构建写表项报文并发送至硬件模块；构造包含据所可用项索引和所述数据报文的标识信息的挂指针报文，然后将所述挂指针报文发送至所述硬件模块；
控制所述硬件模块查找所述第二流表中标识字段的字段值与所述数据报文的标识信息相同的各个流表项，将所述各个流表项中最后一个流表项中索引字段的字段值设置为所述可用索引，然后将所述新建流表项写入所述第二流表中所述可用索引所指向的表项中。
示例性地，软件模块收到硬件模块上交的匹配不成功的报文之后，根据报文内容查找第三流表，获得数据报文的转发操作，然后根据转发操作转发数据报文。另外，软件模块以数据报文的五元组作为key，将来自第三流表的转发操作作为value；同时读取可用索引队列(可用索引队列初始化时会写入所有的第二流表的可用索引))的一个值cur_ptr作为指向新建流表项的索引项。
在新建流表项时，软件模块构造一个写表项报文包含cur_ptr和前一步中构建的新建流表项(其内容包括key、value、以及nxt_ptr字段，其中nxt_ptr字段设置为预设停止符)。然后将写表项报文发送给硬件模块，硬件模块收到该写表项报文后，将新建表项的内容写入cur_ptr指向的流表项中。具体地，软件模块构造一个挂指针报文包含写表项报文中的cur_ptr和新建流表项的key，然后发送给硬件模块。硬件模块收到该挂指针报文后，查找与key匹配的流表项，找到最后一个与key匹配的流表项，将其nxt_ptr字段的预设停止符修改为cur_ptr。这样实现了新写入的流表项挂入到第二流表的链表结构中。然后硬件模块把挂指针报文还给软件模块，软件模块确定流表项新建成功。
硬件模块通过挂指针报文，实现对流表中流表项的搜索和修改，硬件模块独立完成指针的挂接，减少了与软件模块的交互，提高了新建流表项的性能。
可选地，所述第二流表还包括：时间戳字段；所述方法还包括：
控制所述硬件模块轮训所述第二流表中的所有流表项，若所述所有流表项中任一流表项中时间戳字段的字段值满足预设老化条件，则根据所述任一流表项和指向所述任一流表项的索引项构造老化报文，并发送至所述软件模块；
利用所述软件模块根据所述老化报文构建删指针报文，并发送至所述硬件模块；所述删指针报文包括：指向所述任一流表项的索引项，以及所述任一流表项中标识字段的字段值、索引字段的字段值；
控制所述硬件模块查找所述第二流表中是否存在标识字段的字段值与所述任一流表项中标识字段的字段值相同、且索引字段的字段值为所述指向所述任一流表项的索引项的流表项；若存在，则将查找到的流表项中索引字段的字段值设置为所述任一流表项中索引字段的字段值，然后在所述删指针报文中标记表明删除成功的提示信息并发送至所述软件模块；若不存在，则控制所述硬件模块在所述删指针报文中标记表明删除失败的提示信息并发送至所述软件模块；
控制所述软件模块在接收到所述硬件模块发送的标记表明删除成功的提示信息的所述删指针报文之后，将所述指向所述任一流表项的索引项写入可用索引队列中；在接收到所述硬件模块发送的标记表明删除失败的提示信息的所述删指针报文之后，进行异常保护处理。
示例性地，如图3所示，硬件模块中的老化模块轮询Flow表，若发现某个流表项的时间戳字段过旧，则将指向该流表项的索引项cur_ptr和该流表项的内容(包括字段key,value,timestamp,nxt_ptr)构造为一个老化报文发送给软件模块。软件模块收到硬件模块上交的老化报文后，根据老化报文构造一个删指针报文，内容包含字段key、cur_ptr、nxt_ptr。硬件模块收到删指针报文之后，使用key查找Flow表，依次查找属于同一条链上的表项，比较其nxt_ptr字段是否和删指针报文的cur_ptr字段相同。如果相同，则将该流表项的nxt_ptr字段改写为删指针报文的nxt_ptr字段。这样就实现了把要删除的流表项从原有的链表结构中删除的功能。然后，硬件模块把删指针报文还给软件模块，软件确定流表项删除成功后，把cur_ptr的值写入可用索引队列Free_Node中，表示指向该流表项的索引项被回收，可以给新的流表项使用。如果不相同，则硬件模块标记失败，返回删指针报文给软件模块，软件模块进行异常保护处理。异常保护处理的具体方式可以根据实际情况进行选择性确定，本发明实施例对此不做具体限定。
硬件模块通过删指针报文，实现对流表中流表项的搜索和修改，硬件模块独立完成指针的挂接，减少了与软件模块的交互，提高了删除流表项的性能。
本发明通过合理的划分软件模块和硬件模块的功能，简化了软硬件结合系统下的流表管理方法，节约了硬件模块实现该功能的资源和成本。通过将软件模块和硬件模块之间的接口封装为报文接口，提高了的新建流表项和删除流表项的传输效率。通过挂指针报文和删指针报文，实现硬件模块对第二流表中流表项的搜索和修改，硬件模块独立完成指针的挂接和删除，减少了与软件模块的交互，提高了新建流表项和删除流表项的性能。
图3是本发明可选实施例中流表管理的方法的示意图。如图3所示，SW模块代表软件模块，表示CPU上运行的软件功能，包括对输入的数据报文进行第三流表(Rule表)的查找产生新建流表项的动作；对输入的老化报文产生流表项删除动作；新建流表项时从可用索引队列(Free_Node队列)得到一个空闲的Flow表的索引项；删除流表时将回收的Flow表的索引项释放写回Free Node队列。CPU的存储空间通常代表CPU连接的DDR内存，其中存储了所在转发设备的Rule表，以及对应Flow表的空闲表项管理的Free Node队列。HW模块代表硬件模块，表示系统中的ASIC或FPGA芯片，其中的转发模块用于实现输入数据报文根据流表转发。输入数据报文如果查找第二流表匹配成功，则根据第二流表内容转发；如果匹配不成功则上交SW模块，SW查找Rule表进行转发。其中的老化模块会轮询Flow表，检查其流表项的Timestamp字段是否满足老化条件(例如时间戳距离当前时间或者某个指定之间的时长超过阈值时长)，如果老化，则把表项内容构造老化报文上交SW模块，SW会触发流表删除动作。HW模块的存储空间，通常代表连接在HW模块的外部DDR内存。其中存储了流表结构的两种表Hdr表和Flow表。
本例将可用索引队列Free_node的管理放在SW模块，能够在保证处理性能的基础上降低硬件模块的复杂度。通过独立的写表项报文实现Flow表的内容的更新，不同key的写表项报文和挂指针报文和删指针报文可以并行执行，提高了处理性能。挂指针报文和删指针报文只携带key字段、cur_ptr字段和nxt_ptr字段，不携带表项内容，HW模块独立实现流表项的搜索和nxt_ptr字段的更新，减少了与软件模块的交互，提高了新建流表项和删除流表项的性能。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种流表管理的装置。
图4是根据本发明实施例的流表管理的装置的主要组成的示意图，如图4所示，流表管理的装置400包括：
接收单元401，利用硬件模块接收数据报文的标识信息；
匹配单元402，利用所述硬件模块在第一流表中查找与所述数据报文的标识信息对应的索引项，在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项；所述第二流表包括：标识字段、转发字段和索引字段；
转发单元403，若匹配成功，则利用所述硬件模块根据所述目标流表项中转发字段的字段值对所述数据报文进行转发；若匹配失败，则控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块。
可选地，所述匹配单元利用所述硬件模块在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项，包括：
A、在第二流表中查找索引字段的字段值为所述索引项的候选流表项；判断所述候选流表项中标识字段的字段值是否与所述数据报文的标识信息相同；若是，则以所述候选流表项作为所述目标流表项；否则，执行步骤B；
B、判断所述候选流表项的索引字段所指向的流表项中标识字段的字段值是否与所述数据报文的标识信息相同；若是，则以所述候选流表项的索引字段所指向的流表项作为所述目标流表项；否则，执行步骤C；
C、以所述候选流表项的索引字段所指向的流表项作为新的候选流表项，重复步骤B，直至达到预设停止条件。
可选地，所述预设停止条件为：匹配成功，或者所述流表链头的字段值为预设停止符。
可选地，所述转发单元控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块之后，还包括：
利用所述软件模块从第三流表中查找与所述数据报文的报文内容匹配的转发操作，根据匹配的所述转发操作转发所述数据报文。
可选地，所述装置还包括新建单元(图中未示出)，用于：在所述转发单元控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块之后，
控制所述软件模块以所述数据报文的标识信息作为标识字段的字段值、以预设停止符作为链头字段的字段值、以所述转发操作作为转发字段的字段值，构建拟写入所述第二流表的新建流表项；
利用所述软件模块从可用索引队列中获取可用索引，根据所可用项索引和所述新建流表项构建写表项报文并发送至硬件模块；构造包含据所可用项索引和所述数据报文的标识信息的挂指针报文，然后将所述挂指针报文发送至所述硬件模块；
控制所述硬件模块查找所述第二流表中标识字段的字段值与所述数据报文的标识信息相同的各个流表项，将所述各个流表项中最后一个流表项中索引字段的字段值设置为所述可用索引，然后将所述新建流表项写入所述第二流表中所述可用索引所指向的表项中。
可选地，所述第二流表还包括：时间戳字段；所述装置还包括删除单元(图中未示出)，用于：
控制所述硬件模块轮训所述第二流表中的所有流表项，若所述所有流表项中任一流表项中时间戳字段的字段值满足预设老化条件，则根据所述任一流表项和指向所述任一流表项的索引项构造老化报文，并发送至所述软件模块；
利用所述软件模块根据所述老化报文构建删指针报文，并发送至所述硬件模块；所述删指针报文包括：指向所述任一流表项的索引项，以及所述任一流表项中标识字段的字段值、索引字段的字段值；
控制所述硬件模块查找所述第二流表中是否存在标识字段的字段值与所述任一流表项中标识字段的字段值相同、且索引字段的字段值为所述指向所述任一流表项的索引项的流表项；若存在，则将查找到的流表项中索引字段的字段值设置为所述任一流表项中索引字段的字段值，然后在所述删指针报文中标记表明删除成功的提示信息并发送至所述软件模块；若不存在，则控制所述硬件模块在所述删指针报文中标记表明删除失败的提示信息并发送至所述软件模块；
控制所述软件模块在接收到所述硬件模块发送的标记表明删除成功的提示信息的所述删指针报文之后，将所述指向所述任一流表项的索引项写入可用索引队列中；在接收到所述硬件模块发送的标记表明删除失败的提示信息的所述删指针报文之后，进行异常保护处理。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种流表管理的电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例第一方面提供的方法。
根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的方法。
图5示出了可以应用本发明实施例的流表管理的方法或流表管理的装置的示例性系统架构500。
如图5所示，系统架构500可以包括终端设备501、502、503，网络504和服务器505。网络504用以在终端设备501、502、503和服务器505之间提供通信链路的介质。网络504可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
用户可以使用终端设备501、502、503通过网络504与服务器505交互，以接收或发送消息等。终端设备501、502、503上可以安装有各种通讯客户端应用，例如购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等(仅为示例)。
终端设备501、502、503可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。
服务器505可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备501、502、503所浏览的购物类网站提供支持的后台管理服务器(仅为示例)。后台管理服务器可以对接收到的产品信息查询请求等数据进行分析等处理，并将处理结果(例如目标推送信息、产品信息--仅为示例)反馈给终端设备。
需要说明的是，本发明实施例所提供的流表管理的方法一般由服务器505执行，相应地，流表管理的装置一般设置于服务器505中。
应该理解，图5中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。
下面参考图6，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备的计算机系统600的结构示意图。图6示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示，计算机系统600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还存储有系统600操作所需的各种程序和数据。CPU 601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分608。
特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)601执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括：接收单元，利用硬件模块接收数据报文的标识信息；匹配单元，利用所述硬件模块在第一流表中查找与所述数据报文的标识信息对应的索引项，在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项；所述第二流表包括：标识字段、转发字段和索引字段；转发单元，若匹配成功，则利用所述硬件模块根据所述目标流表项中转发字段的字段值对所述数据报文进行转发；若匹配失败，则控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，接收单元还可以被描述为“控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块的单元”。
作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：利用硬件模块接收数据报文的标识信息；利用所述硬件模块在第一流表中查找与所述数据报文的标识信息对应的索引项，在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项；所述第二流表包括：标识字段、转发字段和索引字段；若匹配成功，则利用所述硬件模块根据所述目标流表项中转发字段的字段值对所述数据报文进行转发；若匹配失败，则控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块。
根据本发明实施例的技术方案，通过合理的划分软件模块和硬件模块的功能，能够简化硬件模块的实现复杂度，降低硬件模块的使用资源和成本。通过将软件模块和硬件模块之间的接口封装为报文接口，提高了报文的传输效率。通过挂指针报文和删指针报文，实现硬件模块对流表中流表项的搜索和修改，硬件模块独立完成指针的挂接和删除，减少了与软件模块的交互，提高了新建流表项和删除流表项的性能。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (9)
1.一种流表管理的方法，其特征在于，包括：
利用硬件模块接收数据报文的标识信息；
利用所述硬件模块在第一流表中查找与所述数据报文的标识信息对应的索引项，在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项；所述第二流表包括：标识字段、转发字段和索引字段；
若匹配成功，则利用所述硬件模块根据所述目标流表项中转发字段的字段值对所述数据报文进行转发；若匹配失败，则控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块；
控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块之后，还包括：
控制所述软件模块以所述数据报文的标识信息作为标识字段的字段值、以预设停止符作为链头字段的字段值、以所述转发操作作为转发字段的字段值，构建拟写入所述第二流表的新建流表项；
利用所述软件模块从可用索引队列中获取可用索引，根据所述可用项索引和所述新建流表项构建写表项报文并发送至硬件模块；构造包含据所述可用项索引和所述数据报文的标识信息的挂指针报文，然后将所述挂指针报文发送至所述硬件模块；
控制所述硬件模块查找所述第二流表中标识字段的字段值与所述数据报文的标识信息相同的各个流表项，将所述各个流表项中最后一个流表项中索引字段的字段值设置为所述可用索引，然后将所述新建流表项写入所述第二流表中所述可用索引所指向的表项中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述硬件模块在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项，包括：
A、在第二流表中查找索引字段的字段值为所述索引项的候选流表项；判断所述候选流表项中标识字段的字段值是否与所述数据报文的标识信息相同；若是，则以所述候选流表项作为所述目标流表项；否则，执行步骤B；
B、判断所述候选流表项的索引字段所指向的流表项中标识字段的字段值是否与所述数据报文的标识信息相同；若是，则以所述候选流表项的索引字段所指向的流表项作为所述目标流表项；否则，执行步骤C；
C、以所述候选流表项的索引字段所指向的流表项作为新的候选流表项，重复步骤B，直至达到预设停止条件。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设停止条件为：匹配成功，或者所述流表链头的字段值为预设停止符。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块之后，还包括：
利用所述软件模块从第三流表中查找与所述数据报文的报文内容匹配的转发操作，根据匹配的所述转发操作转发所述数据报文。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二流表还包括：时间戳字段；所述方法还包括：
控制所述硬件模块轮训所述第二流表中的所有流表项，若所述所有流表项中任一流表项中时间戳字段的字段值满足预设老化条件，则根据所述任一流表项和指向所述任一流表项的索引项构造老化报文，并发送至所述软件模块；
利用所述软件模块根据所述老化报文构建删指针报文，并发送至所述硬件模块；所述删指针报文包括：指向所述任一流表项的索引项，以及所述任一流表项中标识字段的字段值、索引字段的字段值；
控制所述硬件模块查找所述第二流表中是否存在标识字段的字段值与所述任一流表项中标识字段的字段值相同、且索引字段的字段值为所述指向所述任一流表项的索引项的流表项；若存在，则将查找到的流表项中索引字段的字段值设置为所述任一流表项中索引字段的字段值，然后在所述删指针报文中标记表明删除成功的提示信息并发送至所述软件模块；若不存在，则控制所述硬件模块在所述删指针报文中标记表明删除失败的提示信息并发送至所述软件模块；
控制所述软件模块在接收到所述硬件模块发送的标记表明删除成功的提示信息的所述删指针报文之后，将所述指向所述任一流表项的索引项写入可用索引队列中；在接收到所述硬件模块发送的标记表明删除失败的提示信息的所述删指针报文之后，进行异常保护处理。
6.一种流表管理的装置，其特征在于，包括：
接收单元，利用硬件模块接收数据报文的标识信息；
匹配单元，利用所述硬件模块在第一流表中查找与所述数据报文的标识信息对应的索引项，在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项；所述第二流表包括：标识字段、转发字段和索引字段；
转发单元，若匹配成功，则利用所述硬件模块根据所述目标流表项中转发字段的字段值对所述数据报文进行转发；若匹配失败，则控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块；
新建单元，用于：控制所述硬件模块将所述数据报文发送至软件模块之后，控制所述软件模块以所述数据报文的标识信息作为标识字段的字段值、以预设停止符作为链头字段的字段值、以所述转发操作作为转发字段的字段值，构建拟写入所述第二流表的新建流表项；利用所述软件模块从可用索引队列中获取可用索引，根据所述可用项索引和所述新建流表项构建写表项报文并发送至硬件模块；构造包含据所述可用项索引和所述数据报文的标识信息的挂指针报文，然后将所述挂指针报文发送至所述硬件模块；控制所述硬件模块查找所述第二流表中标识字段的字段值与所述数据报文的标识信息相同的各个流表项，将所述各个流表项中最后一个流表项中索引字段的字段值设置为所述可用索引，然后将所述新建流表项写入所述第二流表中所述可用索引所指向的表项中。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述匹配单元利用所述硬件模块在第二流表中查找与所述索引项和所述数据报文的标识信息匹配的目标流表项，包括：
A、在第二流表中查找索引字段的字段值为所述索引项的候选流表项；判断所述候选流表项中标识字段的字段值是否与所述数据报文的标识信息相同；若是，则以所述候选流表项作为所述目标流表项；否则，执行步骤B；
B、判断所述候选流表项的索引字段所指向的流表项中标识字段的字段值是否与所述数据报文的标识信息相同；若是，则以所述候选流表项的索引字段所指向的流表项作为所述目标流表项；否则，执行步骤C；
C、以所述候选流表项的索引字段所指向的流表项作为新的候选流表项，重复步骤B，直至达到预设停止条件。
8.一种流表管理的电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的方法。
9.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。
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