CN114884903B - 数据处理方法、现场可编程门阵列芯片及网络安全设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数据处理方法、现场可编程门阵列芯片及网络安全设备，用以解决相关技术中路由转发功能满足不了多通道请求时的通信环境的需求的问题。该方法中FPGA芯片包括多个交换单元，各交换单元并行执行以下方法：针对每个交换单元，接收各输入通道发送的报文数据；从各输入通道发送的报文数据中筛选出与交换单元对应的报文数据；将筛选出的报文数据发送给交换单元对应的以太网接口，其中每个交换单元与各输入通道连接且对应一个以太网接口。充分利用FPGA芯片的并行处理的特性，用多个交换单元并行处理的形式，实现对多通道请求的并行处理，解决了使用软件的串行处理方式导致的短包丢包、无法达到满带宽、时延大等问题。

Description

数据处理方法、现场可编程门阵列芯片及网络安全设备

技术领域

本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种数据处理方法、现场可编程门阵列芯片及网络安全设备。

背景技术

现有技术中，路由器一般是由主机加上相应的网络接口卡组成或采用专用的嵌入式系统，基于CPU(central processing unit，中央处理器)芯片的路由转发功能是软件使用串行处理的方式实现的。

但是在转发过程中，容易出现多个通道同时申请出口，导致排队等待的情况，导致出现短包丢包、无法达到满带宽、时延大等问题，因此该方法满足不了多通道请求时的通信环境需求。

发明内容

本申请实施例提供一种数据处理方法、现场可编程门阵列芯片及网络安全设备，用以解决相关技术中路由转发功能满足不了多通道请求时的通信环境的需求的问题。

第一方面，本申请提供一种数据处理方法，现场可编程门阵列芯片包括多个交换单元，各所述交换单元并行执行以下方法，针对每个交换单元，所述方法包括：

接收各输入通道发送的报文数据；

从所述各输入通道发送的报文数据中筛选出与所述交换单元对应的报文数据；

将筛选出的所述报文数据发送给所述交换单元对应的以太网接口。

在一种可能的实施方式中，所述从所述各输入通道发送的报文数据中筛选出与所述交换单元对应的报文数据，包括：

从所述各输入通道发送的报文数据中，提取出所述各输入通道发送的报文数据分别对应的目的端口号；

获取所述交换单元的唯一标识；

若所述报文数据的目的端口号和所述唯一标识匹配，则确定所述报文数据为所述交换单元对应的报文数据。

在一种可能的实施方式中，若筛选出与所述交换单元对应的多个报文数据，则根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口。

在一种可能的实施方式中，所述根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口，包括：

若优先级最高的输入通道中没有报文数据，则按照优先级先后顺序依序遍历各输入通道，并发送遍历到的具有报文数据的输入通道的报文数据给所述交换单元对应的以太网接口。

在一种可能的实施方式中，所述根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口，包括：

从所述多个报文数据对应的各输入通道中筛选出优先级最高的输入通道，发送所述优先级最高的输入通道的报文数据给所述交换单元对应的以太网接口，并将所述优先级最高的输入通道降低为最低优先级；

将优先级低于所述优先级最高的输入通道的各输入通道提升一个优先级，并将优先级高于所述优先级最高的输入通道的各输入通道的优先级保持不变。

第二方面，本申请提供一种现场可编程门阵列芯片，所述现场可编程门阵列芯片中包括交换矩阵模块，所述交换矩阵模块包括多个交换单元，其中：

每个交换单元与各输入通道连接且每个交换单元对应一个以太网接口，其中各所述输入通道用于向所述交换单元传输报文数据；

所述多个交换单元并行执行以下操作：

针对每个交换单元，所述交换单元从所述各输入通道发送的报文数据中筛选出与所述交换单元对应的报文数据，并将筛选出的所述报文数据发送给所述交换单元对应的以太网接口。

在一种可能的实施方式中，所述交换单元，具体用于从所述各输入通道发送的报文数据中，提取出所述各输入通道发送的报文数据分别对应的目的端口号，并获取所述交换单元的唯一标识，若所述报文数据的目的端口号和所述唯一标识匹配，则确定所述报文数据为与所述交换单元对应的报文数据，并发送所述与所述交换单元对应的报文数据给所述交换单元对应的以太网接口。

在一种可能的实施方式中，当所述交换单元筛选出与所述交换单元对应的多个报文数据时，所述交换单元具体用于根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口。

在一种可能的实施方式中，执行所述根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口，所述交换单元具体用于：

若优先级最高的输入通道中没有报文数据，则按照优先级先后顺序依序遍历各输入通道，并发送遍历到的具有报文数据的输入通道的报文数据给对应的以太网接口。

在一种可能的实施方式中，所述执行所述根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口，所述交换单元具体用于：

从所述多个报文数据对应的各输入通道中筛选出优先级最高的输入通道，发送所述优先级最高的输入通道的报文数据给所述交换单元对应的以太网接口，并将所述优先级最高的输入通道降低为最低优先级；

将优先级低于所述优先级最高的输入通道的各输入通道提升一个优先级，并将优先级高于所述优先级最高的输入通道的各输入通道的优先级保持不变。

在一种可能的实施方式中，若所述现场可编程门阵列芯片的输入通道总数高于预设阈值，则所述现场可编程门阵列芯片的所有输入通道划分为至少两个输入通道组，每个输入通道组分别对应一个交换矩阵模块。

在一种可能的实施方式中，还包括路由模块，所述路由模块通过所述输入通道与所述交换矩阵模块连接，且所述路由模块用于对各报文数据进行路由处理，并将各报文数据传输给所述交换矩阵模块的多个交换单元。

在一种可能的实施方式中，所述以太网接口，具体用于接收对应的所述交换单元的报文数据，并将所述报文数据发送给对应的设备。

第三方面，本申请提供一种网络安全设备，包括上述第一方面中任一项所述的现场可编程门阵列芯片。

第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如上述第一方面中提供的任一数据处理方法。

第五方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如上述第一方面中提供的任一数据处理方法。

第六方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如上述第一方面中提供的任一数据处理方法。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本申请实施例中现场可编程门阵列(FPGA)芯片包括多个交换单元，各交换单元并行执行以下方法：针对每个交换单元，接收各输入通道发送的报文数据；从各输入通道发送的报文数据中筛选出与交换单元对应的报文数据；将筛选出的报文数据发送给交换单元对应的以太网接口。其中每个交换单元与各输入通道连接且每个交换单元对应一个以太网接口。充分利用FPGA芯片的并行处理的特性，用多个交换单元并行处理的形式构成交换矩阵模块，从而实现对多通道请求的并行处理，解决了使用软件的串行处理方式导致的短包丢包、无法达到满带宽、时延大等问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种交换矩阵模块的示意图；

图3为本申请实施例提供的根据优先级义序发送报文数据的方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种现场可编程门阵列芯片的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。其中，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

并且，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以下，术语“第一“、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为暗示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以下，对本申请实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。

(1)FPGA(Filed Programmable Gate Array)：现场可编程门阵列，是一种可以通过编程实现各种电路功能的芯片。

(2)路由：指以太网IP(Internet Protocol，网际协议)报文分组从源到目的地时，决定端到端路径的网络范围的进程。

(3)网络安全设备：包括IP协议密码机、安全路由器、线路密码机、防火墙等，广义的信息安全设备除了包括上述设备外，还包括密码芯片、加密卡、身份识别卡、电话密码机、传真密码机、异步数据密码机、安全服务器、安全加密套件、金融加密机/卡、安全中间件、公开密钥基础设施(PKI)系统、授权证书(CA)系统、安全操作系统、防病毒软件、网络/系统扫描系统、入侵检测系统、网络安全预警与审计系统等。

现有技术中，路由器一般是由主机加上相应的网络接口卡组成或采用专用的嵌入式系统，基于FPGA芯片的路由转发功能是软件使用串行处理的方式实现的。

但是在转发过程中，容易出现多个通道同时申请出口，导致排队等待的情况，导致出现短包丢包、无法达到满带宽、时延大等问题，因此软件的串行处理方式满足不了多通道请求时的通信环境的需求。

有鉴于此，本申请提供了一种数据处理方法、现场可编程门阵列芯片及网络安全设备，用以解决相关技术中路由转发功能满足不了多通道请求时的通信环境的需求的问题。

本申请的发明构思可概括为：本申请实施例中现场可编程门阵列(FPGA)芯片包括多个交换单元，各交换单元并行执行以下方法：针对每个交换单元，接收各输入通道发送的报文数据；从各输入通道发送的报文数据中筛选出与交换单元对应的报文数据；将筛选出的报文数据发送给交换单元对应的以太网接口。其中每个交换单元与各输入通道连接且每个交换单元对应一个以太网接口。充分利用FPGA芯片的并行处理的特性，用多个交换单元并行处理的形式构成交换矩阵模块，从而实现对多通道请求的并行处理，解决了使用软件的串行处理方式导致的短包丢包、无法达到满带宽、时延大等问题。

在介绍完本申请实施例的设计思想之后，为进一步说明本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本申请实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。

参照图1，为本申请实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图。本申请实施例中，现场可编程门阵列芯片包括多个交换单元，各交换单元并行执行如图1所示的方法，针对每个交换单元，该方法包括以下步骤：

在步骤101中，接收各输入通道发送的报文数据。

在步骤102中，从各输入通道发送的报文数据中筛选出与交换单元对应的报文数据。

在一种可能的实施方式中，为了避免处理数据时发生混乱，确定每个交换单元对应的报文数据，本申请实施例中从各输入通道发送的报文数据中筛选出与交换单元对应的报文数据，可以具体实施为：从各输入通道发送的报文数据中，提取出各输入通道发送的报文数据分别对应的目的端口号；获取交换单元的唯一标识；若报文数据的目的端口号和唯一标识匹配，则确定报文数据为交换单元对应的报文数据。

其中，每个交换单元带有一个唯一标识，该交换单元的唯一标识与对应的报文数据的目的端口号匹配。其中，每个交换单元的唯一标识用于表征唯一标识一个交换单元。其中，交换单元的唯一标识包括但不限于交换单元的ID。

具体实施为，对各报文数据进行路由处理之后，会通过各输入通道向各个交换单元发送各报文数据，各报文数据都带有相应的目的端口号，当各交换单元检测到报文数据对应的目的端口号与该交换单元的唯一标识匹配时，就确定报文数据为交换单元对应的报文数据。反之，当报文数据对应的目的端口号与该交换单元的唯一标识不匹配时，就确定报文数据不是交换单元对应的报文数据。

其中，一个输入通道可以同时对多个交换单元传输报文数据，只要有一个交换单元的唯一标识与报文数据对应的目的端口号匹配，则确定报文数据为交换单元对应的报文数据。

由此，可以通过将报文数据的目的端口号和交换单元的唯一标识进行匹配，确定每个交换单元对应的报文数据，避免处理报文数据时发生混乱，提高报文数据的处理效率和正确性。

在步骤103中，将筛选出的报文数据发送给交换单元对应的以太网接口。

具体实施为，当各交换单元检测到报文数据对应的目的端口号与该交换单元的唯一标识匹配时，就将该报文数据发送给对应的以太网接口，反之，当报文数据对应的目的端口号与该交换单元的唯一标识不匹配时，交换单元不发送该报文数据。其中，一个输入通道可以同时对多个交换单元传输报文数据，只要有一个交换单元的唯一标识与报文数据对应的目的端口号匹配，则该输入通道的报文数据就可以通过交换单元发送给对应的以太网接口。

其中，每个交换单元可以有多个输入通道和一个输出通道。其中以太网接口用于接收对应的所述交换单元的报文数据，并将所述报文数据发送给对应的设备。其中，设备包括但不限于网络安全设备的下游设备。

在一种可能的实施方式中，多个交换单元会构成多个输入通道和多个输出通道的交换矩阵模块，即构成任意通道数，且多通道输入多通道输出的交换矩阵模块，实现报文数据的多通道输入多通道输出。其中，每个交换矩阵模块的输入通道的数量与交换矩阵模块中每个交换单元的输入通道的数量相同，每个交换矩阵模块的输出通道的数量与交换矩阵模块中交换单元的数量相同。

其中，交换矩阵模块的输入通道的数量和输出通道的数量可以相同，也可以不相同。当每个交换单元的输入通道的数量和交换单元的数量相同，则交换矩阵模块的输入通道的数量和输出通道的数量相同；当每个交换单元的输入通道的数量和交换单元的数量不相同，则交换矩阵模块的输入通道的数量和输出通道的数量不相同。

如图2所示，为本申请实施例提供的一种交换矩阵模块的示意图。下面结合图2对交换矩阵模块的多通道输入多通道输出进行说明。其中，交换矩阵模块中的每个交换单元的输入通道均为n个，每个交换单元的输出通道均为1个，该交换矩阵模块共具有m个交换单元，因此该交换矩阵模块共有n个输入通道和m个输出通道。其中n、m都为大于等于1的正整数。若n和m相同，则该交换矩阵模块的输入通道的数量和输出通道的数量相同，若n和m不同，则交换矩阵模块的输入通道的数量和输出通道的数量不相同。

若该交换矩阵模块中的每个交换单元的输入通道均为4个，输出通道均为1个，共具有5个交换单元，则该交换矩阵模块共有4个输入通道和5个输出通道。若该交换矩阵模块中的每个交换单元的输入通道均为4个，输出通道均为1个，共具有4个交换单元，则该交换矩阵模块共有4个输入通道和4个输出通道。

在一种可能的实施方式中，本申请实施例中若现场可编程门阵列芯片的输入通道总数高于预设阈值，则将现场可编程门阵列芯片的所有输入通道划分为至少两个输入通道组，每个输入通道组分别对应一个交换矩阵模块，其中每个交换矩阵模块包括多个交换单元。

由此，通过对交换单元进行重复调用，和/或同时使用多个交换单元就可以构成任意通道数的交换矩阵模块，使得交换矩阵模块具有多个输入通道和多个输出通道，实现对多通道请求的并行处理，解决了使用软件的串行处理方式满足不了多通道请求时的通信环境的需求的问题。

在一种可能的实施方式中，可能存在有两个及以上输入通道向同一个交换单元传输报文数据的情况，因此为了避免传输各个输入通道的报文数据时出现乱序的情况，保证各报文数据的顺利传输，本申请实施例中若筛选出与交换单元对应的多个报文数据，则根据传输报文数据的各输入通道的优先级依序发送多个报文数据中的各报文数据给交换单元对应的以太网接口。

如图3所示，为本申请实施例提供的根据优先级依序发送报文数据的方法的流程示意图，具体包括如图3所示步骤：

在步骤301中，对每个输入通道的优先级进行初始化排序。

在一种可能的实施方式中，可以根据预先设定好的各输入通道的顺序对每个输入通道的优先级进行排序，也可以根据实际应用情况对每个输入通道的优先级进行排序，本申请中对初始化排序各个输入通道的优先级的排序方式不做限制。

在步骤302中，交换单元优先响应优先级高的输入通道的请求，如果高优先级输入通道没有请求，则按优先级降序的方式依次响应各个输入通道的请求。

在一种可能的实施方式中，可能会存在交换单元传输优先级高的输入通道时，该优先级高的输入通道中没有需要传输的报文数据，因此在本申请实施例中根据传输报文数据的各输入通道的优先级依序发送多个报文数据中的各报文数据给交换单元对应的以太网接口，还包括：若优先级最高的输入通道中没有报文数据，则按照优先级先后顺序依序遍历各输入通道，并发送遍历到的具有报文数据的输入通道的报文数据给交换单元对应的以太网接口。

由此，通过这种方法，交换单元只需要传输具有报文数据的输入通道中的报文数据给对应的以太网接口即可，节省了处理没有需要传输的报文数据的优先级高的输入通道的时间。

在一种可能的实施方式中，交换单元在传输具有报文数据的输入通道的报文数据时也需要根据输入通道的优先级传输报文数据，并且在交换单元传输完某个优先级高的输入通道的报文数据之后，进一步为了防止优先级高的输入通道长时间占用交换单元导致其余输入通道的报文数据传输不出去，出现短包丢包、时延大的问题，本申请实施例中还需要不断调整各个通道的优先级顺序。因此，可以在步骤303中，发送报文数据并调整各个输入通道的优先级。

在一种可能的实施方式中，调整输入通道的优先级时，本申请实施例中根据传输报文数据的各输入通道的优先级依序发送多个报文数据中的各报文数据给交换单元对应的以太网接口，还包括：从多个报文数据对应的各输入通道中筛选出优先级最高的输入通道，发送优先级最高的输入通道的报文数据给交换单元对应的以太网接口，并将优先级最高的输入通道降低为最低优先级；并将优先级低于优先级最高的输入通道的各输入通道提升一个优先级，并将优先级高于优先级最高的输入通道的各输入通道的优先级保持不变。

由此，本申请实施例中通过交换单元根据各输入通道的优先级顺序依次传输多个报文数据，以及可以调整各输入通道的优先级的处理方式，解决了多个输入通道向同一个交换单元传输报文数据时，某个输入通道长时间占用交换单元导致其余输入通道的报文数据传输不出去，出现短包丢包、时延大的问题。

基于前文的描述，本申请实施例中现场可编程门阵列(FPGA)芯片包括多个交换单元，各交换单元并行执行以下方法：针对每个交换单元，接收各输入通道发送的报文数据；从各输入通道发送的报文数据中筛选出与交换单元对应的报文数据；将筛选出的报文数据发送给交换单元对应的以太网接口。其中每个交换单元与各输入通道连接且每个交换单元对应一个以太网接口。本申请充分利用FPGA芯片的并行处理的特性，用多个交换单元并行处理的形式构成交换矩阵模块，从而实现对多通道请求的并行处理，解决了使用软件的串行处理方式满足不了多通道请求时的通信环境的需求，导致出现的短包丢包、无法达到满带宽、时延大等问题。

如图4所示，基于与上述数据处理方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种现场可编程门阵列芯片。图4示出了本申请实施例提供的一种现场可编程门阵列芯片的结构示意图，包括：路由模块401、交换矩阵模块402、以太网接口403：

其中交换矩阵模块402包括多个交换单元，每个交换单元与各输入通道连接且每个交换单元对应一个以太网接口403，每个交换单元通过各输入通道与路由模块401连接，其中各所述输入通道用于向所述交换单元传输报文数据；

所述多个交换单元并行执行以下操作：

针对每个交换单元，所述交换单元从所述各输入通道发送的报文数据中筛选出与所述交换单元对应的报文数据，并将筛选出的所述报文数据发送给所述交换单元对应的以太网接口403。

在一种可能的实施方式中，所述交换矩阵模块102中的每个交换单元，具体用于从所述各输入通道发送的报文数据中，提取出所述各输入通道发送的报文数据分别对应的目的端口号，并获取所述交换单元的唯一标识，若所述报文数据的目的端口号和所述唯一标识匹配，则确定所述报文数据为与所述交换单元对应的报文数据，并发送所述与所述交换单元对应的报文数据给所述交换单元对应的以太网接口403。

在一种可能的实施方式中，当所述交换单元筛选出与所述交换单元对应的多个报文数据时，所述交换单元具体用于根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口403。

在一种可能的实施方式中，执行所述根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口403，所述交换单元具体用于：

若优先级最高的输入通道中没有报文数据，则按照优先级先后顺序依序遍历各输入通道，并发送遍历到的具有报文数据的输入通道的报文数据给对应的以太网接口403。

在一种可能的实施方式中，所述执行所述根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口403，所述交换单元具体用于：

从所述多个报文数据对应的各输入通道中筛选出优先级最高的输入通道，发送所述优先级最高的输入通道的报文数据给所述交换单元对应的以太网接口403，并将所述优先级最高的输入通道降低为最低优先级；将优先级低于所述优先级最高的输入通道的各输入通道提升一个优先级，并将优先级高于所述优先级最高的输入通道的各输入通道的优先级保持不变。

在一种可能的实施方式中，若所述现场可编程门阵列芯片的输入通道总数高于预设阈值，则所述现场可编程门阵列芯片的所有输入通道划分为至少两个输入通道组，每个输入通道组分别对应一个交换矩阵模块402。由此，只需要增加现场可编程门阵列芯片中的交换矩阵模块102，就可以将对更大数量输入通道的报文数据的处理效率大大增加。

在一种可能的实施方式中，还包括路由模块401，所述路由模块401通过输入通道与所述交换矩阵模块402连接，且所述路由模块401用于对各报文数据进行路由处理，并将各报文数据传输给所述交换矩阵模块402的多个交换单元。

在一种可能的实施方式中，所述以太网接口403，具体用于接收对应的所述交换单元的报文数据，并将所述报文数据发送给对应的设备。其中，设备包括但不限于网络安全设备的下游设备。

由此，本申请实施例提供的现场可编程门阵列芯片将经过路由模块401处理之后的各个输入通道的报文数据，通过交换矩阵模块402用并行的方式发送给各个以太网接口403，可应用于各种网络安全设备，以提高网络安全设备的处理性能。

基于与上述数据处理方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种网络安全设备，包括上述任一项的现场可编程门阵列芯片。

本申请实施例提供的现场可编程门阵列芯片、网络安全设备与上述数据处理方法采用了相同的发明构思，能够取得相同的有益效果，在此不再赘述。

基于与上述数据处理方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种电子设备。下面参照图5来描述根据本申请的这种实施方式的电子设备110。图5显示的电子设备110仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，电子设备110以通用电子设备的形式表现。电子设备110的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器111、上述至少一个存储器112、连接不同系统组件(包括存储器112和处理器111)的总线113。

总线113表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

存储器112可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(RAM)1121和/或高速缓存存储器1122，还可以进一步包括只读存储器(ROM)1123。

存储器112还可以包括具有一组(至少一个)程序模块1124的程序/实用工具1125，这样的程序模块1124包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

电子设备110也可以与一个或多个外部设备114(例如键盘、指向设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与电子设备110交互的设备通信，和/或与使得该电子设备110能与一个或多个其它电子设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口115进行。并且，电子设备110还可以通过网络适配器116与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器116通过总线113与用于电子设备110的其它模块通信。应当理解，尽管图中未示出，可以结合电子设备110使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器112，上述指令可由处理器111执行以完成上述数据处理方法。可选地，存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质，例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

在示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器111执行时实现如本申请提供的数据处理方法的任一方法。

在示例性实施例中，本申请提供的一种数据处理方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在计算机设备上运行时，程序代码用于使计算机设备执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的数据处理方法中的步骤。

程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。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。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(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。

本申请的实施方式的用于数据处理方法的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在电子设备上运行。然而，本申请的程序产品不限于此，在本文件中，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。

可读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，其中承载了可读程序代码。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。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、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。

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、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户电子设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户电子设备上部分在远程电子设备上执行、或者完全在远程电子设备或服务端上执行。在涉及远程电子设备的情形中，远程电子设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户电子设备，或者，可以连接到外部电子设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程图像缩放设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程图像缩放设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程图像缩放设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程图像缩放设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

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

Claims (12)

1.一种数据处理方法，其特征在于，现场可编程门阵列芯片包括多个交换单元，各所述交换单元并行执行以下方法，针对每个交换单元，所述方法包括：

接收各输入通道发送的报文数据；

从所述各输入通道发送的报文数据中筛选出与所述交换单元对应的报文数据；其中，所述从所述各输入通道发送的报文数据中筛选出与所述交换单元对应的报文数据，包括：从所述各输入通道发送的报文数据中，提取出所述各输入通道发送的报文数据分别对应的目的端口号；获取所述交换单元的唯一标识；若所述报文数据的目的端口号和所述唯一标识匹配，则确定所述报文数据为所述交换单元对应的报文数据；

将筛选出的所述报文数据发送给所述交换单元对应的以太网接口。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若筛选出与所述交换单元对应的多个报文数据，则根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口，包括：

若优先级最高的输入通道中没有报文数据，则按照优先级先后顺序依序遍历各输入通道，并发送遍历到的具有报文数据的输入通道的报文数据给所述交换单元对应的以太网接口。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口，包括：

从所述多个报文数据对应的各输入通道中筛选出优先级最高的输入通道，发送所述优先级最高的输入通道的报文数据给所述交换单元对应的以太网接口，并将所述优先级最高的输入通道降低为最低优先级；

将优先级低于所述优先级最高的输入通道的各输入通道提升一个优先级，并将优先级高于所述优先级最高的输入通道的各输入通道的优先级保持不变。

5.一种现场可编程门阵列芯片，其特征在于，所述现场可编程门阵列芯片中包括交换矩阵模块，所述交换矩阵模块包括多个交换单元，其中：

每个交换单元与各输入通道连接且每个交换单元对应一个以太网接口，其中各所述输入通道用于向所述交换单元传输报文数据；

所述多个交换单元并行执行以下操作：

针对每个交换单元，所述交换单元从所述各输入通道发送的报文数据中筛选出与所述交换单元对应的报文数据，并将筛选出的所述报文数据发送给所述交换单元对应的以太网接口；

其中，所述交换单元，具体用于从所述各输入通道发送的报文数据中，提取出所述各输入通道发送的报文数据分别对应的目的端口号，并获取所述交换单元的唯一标识，若所述报文数据的目的端口号和所述唯一标识匹配，则确定所述报文数据为与所述交换单元对应的报文数据，并发送所述与所述交换单元对应的报文数据给所述交换单元对应的以太网接口。

6.根据权利要求5所述的现场可编程门阵列芯片，其特征在于，当所述交换单元筛选出与所述交换单元对应的多个报文数据时，所述交换单元具体用于根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口。

7.根据权利要求6所述的现场可编程门阵列芯片，其特征在于，执行所述根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口，所述交换单元具体用于：

若优先级最高的输入通道中没有报文数据，则按照优先级先后顺序依序遍历各输入通道，并发送遍历到的具有报文数据的输入通道的报文数据给对应的以太网接口。

8.根据权利要求6所述的现场可编程门阵列芯片，其特征在于，所述执行所述根据传输所述报文数据的各输入通道的优先级依序发送所述多个报文数据中的各报文数据给所述交换单元对应的以太网接口，所述交换单元具体用于：

从所述多个报文数据对应的各输入通道中筛选出优先级最高的输入通道，发送所述优先级最高的输入通道的报文数据给所述交换单元对应的以太网接口，并将所述优先级最高的输入通道降低为最低优先级；

将优先级低于所述优先级最高的输入通道的各输入通道提升一个优先级，并将优先级高于所述优先级最高的输入通道的各输入通道的优先级保持不变。

9.根据权利要求5所述的现场可编程门阵列芯片，其特征在于，若所述现场可编程门阵列芯片的所述输入通道总数高于预设阈值，则将所述现场可编程门阵列芯片的所有所述输入通道划分为至少两个输入通道组，其中，每个所述输入通道组分别对应一个交换矩阵模块。

10.根据权利要求5所述的现场可编程门阵列芯片，其特征在于，还包括路由模块，所述路由模块通过所述输入通道与所述交换矩阵模块连接，且所述路由模块用于对各报文数据进行路由处理，并将各报文数据传输给所述交换矩阵模块的多个交换单元。

11.根据权利要求5所述的现场可编程门阵列芯片，其特征在于，所述以太网接口，具体用于接收对应的所述交换单元的报文数据，并将所述报文数据发送给对应的设备。

12.一种网络安全设备，其特征在于，包括权利要求5-11中任一所述的现场可编程门阵列芯片。

Images