CN1662896B - 用于过滤数据的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供了用于过滤格式化在分组内的数字数据的方法与系统。过滤器模块包括多个过滤器，并耦合到过滤器映射模块。所述过滤器映射模块接收分组的离散分段的集簇的标识，并选择一组固定长度过滤器以过滤所述集簇。

Description

用于过滤数据的方法和装置
技术领域
本发明涉及数据过滤。本发明尤其涉及用于过滤数据分组的系统与方法。
背景技术
数字数据通常被在具有明确定义的分段的分组内从一个位置传送到另一位置。例如，图1示出了DVB DSM-CC保密数据部分MPE(多协议封装)分组100，其被用于传送音频、视频或其它数据。分组100包括多个由协议定义的不同的分段。例如，MAC地址是根据分组100的不同分段形成的。
被配置为过滤分组的部分读取在分组的不同分段内发现的信息。例如，数字视频广播(DVB)接收机读取在列表id段部分102、MAC地址1段104、MAC地址2段106以及MAC地址5段108内发现的信息。常规的基于硬件过滤器被配置为读取数据的邻接段。当在集簇内发现所需要数据，且所述数据并不相邻时，过多的过滤器被用于过滤数据集簇，从而导致资源浪费。集簇是通用术语，可能包括分组内的邻接段或一组邻接数据或是分组的分段。对于分组100而言，列表id 102和MAC地址段5108被建立在非邻接段或集簇内。当单个过滤器被用于过滤比特0-40时，所需要的集簇被与多个比特的无用数据一起过滤。因此，所述过滤器的尺寸无必要的变大。
将固定过滤器并入以预定协议传送的分组的预定段的设备提供了有限灵活性，所述固定过滤器被设计为过滤数据。最初，所述过滤器被以对特定应用而言最优的方式设计尺寸和配置。但是，当所述设备尝试过滤以略微不同协议传送的数据时，所述过滤器的尺寸和配置并不是最优的。
一些常规设备利用较小固定长度过滤器，并在连续的阶段内过滤分组的分段。随着连续过滤阶段数据的增加，处理所述数据所需的时间也会增加。
因此，技术上存在着对分组过滤系统和方法的需要，所述系统和方法向设计者提供了最优化过滤器组件使用，并最小化过滤数据所需连续过滤阶段的数量的灵活性。
发明内容
本发明所公开的系统和方法满足了一个或多个上述技术需要，所述系统和方法用于处理分组化的数字数据。所述硬件和软件模块用于使过滤器组件与将被过滤的数据相匹配。
在本发明的第一实施例中，提供了一种用于过滤数据的设备，其中所述数据在具有离散分段的分组中被格式化，所述设备包括：
映射模块，所述映射模块被配置为执行以下动作：
(a)接收数据的离散分段的至少两个集簇的标识；以及
(b)从多个固定长度的过滤器中选择至少两个固定长度的过滤器，以过滤所述至少两个集簇。
优选地，据第一协议格式化所述至少两个数据集簇中的第一个，并根据不同于所述第一协议的第二协议格式化所述至少两个数据集簇中的第二个。
在本发明的另一实施例中，提供了一种过滤数据的方法，所述方法包括步骤：
(a)接收数据的离散分段的至少两个集簇的标识；以及
(b)从多个固定长度的过滤器中选择至少两个固定长度的过滤器，以过滤所述至少两个集簇。
优选地，根据第一协议格式化所述至少两个数据集簇中的第一个，并根据不同于所述第一协议的第二协议格式化所述至少两个数据集簇中的第二个。
在本发明另一实施例中，在计算机可读介质上存储或借助软件模块执行计算机可执行指令或控制逻辑，所述指令或逻辑用于实施所公开的方法。
参照以下具体描述和附图，本发明的其它特征和优点将变得清晰。
附图说明
借助实例和附图描述了本发明，且本发明并不仅限于所述附图，在所述附图中相同附图标记指示了类似单元，在所述附图中：
图1示出了常规DVB DSM-CC保密数据段MPE(多协议封装)分组；
图2示出了一种根据本发明实施例的用于过滤在分组内发现的数据集簇的系统；
图2a示出了根据本发明实施例的网络层与软件模块间的关系；
图3示出了根据本发明实施例的集簇过滤器模块的操作；
图4示出了根据本发明实施例的离散分组段的布置；
图5示出了根据本发明实施例的多阶段集簇过滤器；以及
图6示出了一个根据本发明的流程图，包括可能由集簇映射模块执行的步骤。
具体实施方式
图2示出了一种根据本发明实施例的用于过滤在分组内发现的数据集簇的系统。如此处所使用，术语“分组”包括任何在具有离散分段的协议内格式化的数字数据。此外，分组可能包括在第一协议内格式化的数字数据，所述数字数据已被根据一个或多个附加协议进行封装，例如为通过DVB网络传输而封装的互联网协议(IP)分组。客户机系统202将过滤器参数传送到集簇映射模块204。客户机系统202可能是借助软件和/或硬件部分实施的，包括：DVB接收机、用户接口、移动终端或其它任何处理在数字分组内发现的数据集簇的硬件或软件部分。所述过滤器参数可能包括对位于具有已知协议的分组段内的数据集簇的标识。例如，客户机系统202可能指示其希望处理列表id 102和MAC地址部分1-6(图1内所示)。在另一实例中，客户机系统202可能指示其希望过滤IPv6地址的DVB-T接口。集簇映射模块204然后根据从客户机系统202接收的过滤器参数生成集簇映射。所述集簇映射可能然后被传送到集簇过滤器模块208。
所述集簇映射可能包括诸如将使用的多个过滤器、每个所述过滤器的偏移值、过滤器屏蔽、每个过滤器的组合逻辑功能的信息。偏移值从分组开始标识特定过滤器将开始过滤操作的点。过滤业务和协议数据库206可能会存储过滤和协议信息。任何数量的协议的格式和数据部分在所述协议内的位置可能存储在数据库206内。集簇映射可能还会存储在数据库206内，以减少当已为过滤器参数组生成过滤器映射时执行的处理步骤。可能会从数据库206检索先前生成的集簇映射，而非生成新的集簇映射。
集簇过滤器模块208包括六个二字节过滤器208a-208f。在本发明的一些实施例中，由于在硬件内实施多个相同的过滤器可能会相对简单，因此使用多个相同的过滤器。在备选实施例中，所述集簇过滤器模块可能包括具有多个不同尺寸和偏移值的过滤器。集簇映射模块204可能会选择对应于预定应用和/或预定协议的尺寸和偏移值。图2示出了过滤器208a具有0字节的偏移值，过滤器208b具有x字节的偏移值，而过滤器208c具有y字节的偏移值。从分组开始测量所述偏移值。图2示出了其中过滤器208a-208f重叠的实施例。在其它实施例中，可能会将过滤器208a-208f形成为使得一些或无过滤器208a-208f重叠来保存资源。
图2a示出了图2所示组件、用户设备210的IP栈与操作系统网络层212之间的联系。客户机系统202将其自身环境特有的过滤器参数传送到集簇映射模块204。例如，所述过滤器参数可能来自诸如IGMP联合消息的典型过滤器请求，所述典型过滤器请求可能仅传送IP目的地地址和端口的细节。集簇映射模块204可能还会解释对于特定网络接口的详细过滤器参数的请求。例如，如果所述接口是DVB，则集簇映射模块204可能会将所述IP地址和端口映射到PID、列表id、部分MAC地址段和IP地址中的一个或多个。
以下将参照图3所示的集簇过滤器模块304描述集簇映射的形成和使用。分组流302包括分组302a-302h。集簇过滤器模块304包括过滤器单元304a-3041的组合。过滤器304a-304d是1字节过滤器，过滤器304e-304h是2字节过滤器，过滤器304i和304j是3字节过滤器，而过滤器304k和3041是4字节过滤器。当然，任何数量的过滤器和任何过滤器尺寸的组合都可能包括在集簇过滤器模块304内。在操作中，为过滤操作选择过滤器304a-3041中的一个或多个。集簇映射模块204所生成的集簇映射可能包括所使用的过滤器数量、单个偏移值、具有理想过滤值的过滤器屏蔽、用于每个过滤器单元的适用组合逻辑、用于特定过滤器请求的所有过滤单元(所映射的过滤器)的适用组合逻辑。
组合逻辑可能用作对于特定应用情况的最优化。第一种情况是两个或更多过滤器参数(或部分)允许使用更少的过滤器——即过滤器资源最优化。例如，如果来自从客户机系统202到集簇映射模块204的两个过滤器请求的两组过滤器参数之间差异仅在于IP地址的最后一个比特(即，最后字节为10000011和10000010)，则至少两个最优化成为可能。在第一个最优化中，其它所有过滤器(并不用于所述一个地址段)可能会被共享(例如，由于两种情况下它们都是相同的，所以仅一个过滤器在最高地址比特上操作)。在第二个最优化中，通过最优化所述屏蔽(例如单个1000001x比特屏蔽)，两个所述段仅需一个过滤器。组合逻辑的第二种情况是在多个过滤器请求中使用集簇过滤器模块304的多个物理过滤器。
组合逻辑还可能用于组合所述物理过滤器的结果，以计算全部过滤器请求的结果。例如，如果过滤器请求A要求物理过滤器X的结果是真实的，且物理过滤器Y的结果是真实的，则某个组合逻辑可用于计算过滤器请求A的结果。在另一实例中，过滤器请求B可能要求物理过滤器X是真实的，而物理过滤器Z是错误的。本领域技术人员应当理解的是，OR、XOR、AND、NOR、其它函数和以上的任何组合可在本发明实施例中使用。此外，本领域技术人员还应当理解的是，组合逻辑可能是多阶段的，包括从多个组合阶段中生成过滤器结果的分级方案。
本发明的各个方面适用于多级过滤设备。图5示出了多级过滤器实施例。具有六个数据部分的分组502到达集簇过滤器模块504。集簇过滤器模块504包括三个两字节过滤器504a-504c。本领域技术人员应当理解的是，集簇过滤器模块504内可能包括任何数量的过滤器单元，且所述过滤器单元可能具有各种不同的尺寸和偏移值。在所示的实施例中，分组502的前三个部分由过滤器504a-504c以上述方式过滤。分组502的第四到第六部分被在缓存器504d处接收。过滤器504a-504c在第一阶段内过滤数据502的前三个部分。在第二阶段内，过滤器504a-504c过滤数据的第四到第六部分。从缓存器504d接收数据的所述第四到第六部分。在其中最大化所述集簇过滤器模块内过滤器单元的数量是理想的应用内，且当所述特定应用允许相对较长的时期来过滤所述数据时使用所述多级过滤。
图6示出了一种根据本发明实施例的集簇映射模块204实施以生成集簇映射的方法。所述过滤器模块过滤在数据分组内发现的数据集簇。首先，在步骤602中接收数据的离散部分的至少两个集簇的标识。客户机系统202将集簇的所述标识传送到集簇映射模块204。然后，在步骤604中选择单独的固定长度过滤器。所述选择可能基于诸如尺寸和集簇位置的因素。在步骤606中选择偏移值。以上已描述偏移值，所述偏移值可能被选择为使得过滤器资源最优化。所述偏移值可能被选择为对应于数据的离散部分的集簇的开始。例如，如果数据的集簇包括图1(所示)分组100的部分108和110，则24比特的偏移值可能被选择为阻止过滤不需要的比特。
在步骤608中，生成标识所选择过滤器的分段的过滤器屏蔽。例如，如果所述集簇过滤器模块包括两个二字节的过滤器，则所述屏蔽可能是11111111 00000000 11110000 11111111(二进制)。所述屏蔽指示在第一固定2字节过滤器内，仅较高的字节被用于过滤。在第二2字节过滤器内，4个最高比特和较低字节用于过滤。然后在步骤610中提供所述过滤器值。在一个实施例中，从客户机系统202接收所述过滤器值。例如，对应于以上过滤器屏蔽的第一过滤器值可能是10111001 xxxxxxxx 1010xxxx 11001010(二进制)。所述第一过滤器值意味着过滤后数据的值应当是所述第一固定过滤器内的较高字节10111001。在所述第一固定过滤器内忽视较低字节的值。继续该实施例，在第二固定过滤器内，第二过滤器值对应于上述过滤器屏蔽，并且可能是0011xxxx 10100000。值x对应于“无关”值，并由屏蔽值设置。最后，在步骤612中可能会为组合过滤后数据生成组合规则。
本领域技术人员应当理解的是，过滤可能包括过程：分析数据以匹配于特定准则(包括分析的任何组合)，然后将数据传送到下一阶段或删除所述数据。在一些实施例中，所分析的数据和所传送的数据具有某些共同性。例如，可通过分析第2层标题和第3层分组且仅传送所述第3层分组，过滤所述第2层标题与第3层分组。在备选实施例中，所分析数据与所传送数据可能并不具有共同性。例如，可能分析第2层标题，而传送第3层分组。
尽管以上参照特定实例描述了本发明，本领域技术人员应当理解的是，对于上述系统和技术的多个改变和变更都在所附权利要求书所阐述的本发明精神和范围内。例如，公开方法可能被实施为记录在计算机可读介质上的计算机可执行指令，或是诸如ASIC或FPGA的规定硬件，所述介质例如是软盘或CD-ROM。本发明可能用于除DVB之外的其它网络接口，例如以太网帧内的IP分组。

Claims (17)

1.一种用于过滤数据的装置，所述装置包括：
映射模块，所述映射模块包括：
(a)用于接收数据的离散分段的至少两个集簇的标识的装置，其中所述数据在具有所述离散分段的分组中被格式化；以及
(b)用于从多个固定长度的过滤器中选择至少两个固定长度的过滤器，以过滤所述至少两个集簇的装置。
2.根据权利要求1的装置，其中所述多个固定长度过滤器具有共同的长度。
3.根据权利要求2的装置，其中所述多个固定长度过滤器中的每一个都为2个字节。
4.根据权利要求1的装置，其中所述多个固定长度过滤器被配置成使得所述多个固定长度过滤器中的每一个都具有对应于所述分组的其中一个离散分段的偏移值。
5.根据权利要求4的装置，其中所述多个固定长度过滤器中的至少一个具有为0的偏移值。
6.根据权利要求1的装置，其中根据第一协议格式化所述至少两个集簇中的第一个，并根据不同于所述第一协议的第二协议格式化所述至少两个集簇中的第二个。
7.根据权利要求1的装置，还包括过滤器模块，所述过滤器模块包括所述多个固定长度过滤器。
8.根据权利要求7的装置，其中所述过滤器模块包括：
用于接收所述数据的离散分段的所述至少两个集簇的装置；以及
用于借助所述固定长度过滤器中的至少两个，过滤所述数据的离散分段的至少两个集簇的装置。
9.根据权利要求1的装置，其中所述接收标识的装置(a)包括：
用于接收所述数据的协议标识以及数值的装置。
10.根据权利要求9的装置，其中所述协议包括地面数字视频广播DVB-T，所述数值包括IP地址。
11.根据权利要求9的装置，其中所述映射模块还包括：
用于将所述数据的协议标识以及所述数值映射到所述数据的离散分段的至少两个集簇的装置。
12.一种过滤数据的方法，所述方法包括步骤：
(a)接收数据的离散分段的至少两个集簇的标识；以及
(b)从多个固定长度的过滤器中选择至少两个固定长度的过滤器，以过滤所述至少两个集簇。
13.根据权利要求12的方法，还包括步骤：
(c)生成标识所述多个固定长度过滤器中的至少两个的分段的过滤器屏蔽。
14.根据权利要求13的方法，还包括步骤：
(d)提供过滤器值。
15.根据权利要求13的方法，还包括步骤：
(d)生成至少一个用以将所述多个固定长度过滤器中的至少两个所过滤的数据组合起来的规则。
16.根据权利要求12的方法，还包括步骤：
(c)为所述多个固定长度过滤器中的至少两个选择偏移值。
17.根据权利要求12的方法，其中根据第一协议格式化所述至少两个集簇中的第一个，并根据不同于所述第一协议的第二协议格式化所述至少两个集簇中的第二个。
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全文.
摘要，说明书第2栏第22行至第38行，第3栏第35行至第56行，第4栏第48行至第55行，第5栏第7行至第16行，第6栏第35行至第53行，以及附图1和6.

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