CN1984495B - 根据服务质量级进行路由选择决策的方法和装备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及当待路由的数据传输分组的服务质量级影响路由选择数据时用来在分组交换数据通信中建立路由选择数据的方法和装备。本发明包括，根据例如可以是IPv4目的地址的协议数据(402)和服务质量级信息(406)来定义备用路由选择数据(407)，其指出了哪个符合该协议数据(402)的路由选择数据候选对应于所述服务质量级信息。根据所述备用路由选择数据(407)和协议数据(402)的交互建立路由选择数据(412)。由出现在实际数据传输分组中的协议数据和备用路由选择数据构成的不同组合的数目显著小于由协议数据与服务质量级信息构成的不同的组合的数目。在根据本发明的解决方案中使用这种实事来降低所需要的存储容量。

Description

根据服务质量级进行路由选择决策的方法和装备

技术领域

本发明涉及当待路由的数据传输分组的服务质量级影响路由选择决策的时候在分组交换数据通信中进行路由选择决策的方法和设备。

背景技术

在分组交换数据通信系统中，根据使用该数据通信服务应用的要求以及根据数据通信服务供应商与其使用数据通信服务的客户做出的有关服务质量的协定(SLA，服务等级协定)，把待传输的数据传输分组划分成属于不同的服务质量级(quality-of-service class，CoS，服务级)是有益的。例如，对于电话应用，例如Internet呼叫，该应用所要求的数据传送速度对于所要求的时间可用、数据传输延迟要足够小以及该传输延迟的变化要足够小是非常重要的。在电话应用中，当数据传输网络中的负载降低时，对该应用提供的数据传输速度可以即时增加是没有用的。相反，例如，当对网站上载，即使即刻释放可有效使用的数据传输网络的能力也是极其有益的。

对于到达特定网络元件的数据传输分组或该网络元件所建立的数据传输分组，这些数据传输分组去往相同的目的地但表示不同的服务质量级，则经由不同的路由把它们传送到目的地是有益的。标识服务质量级的服务质量级信息可以包含在到达控制该业务流量的网络元件的数据传输分组中，或者可以根据该分组的分类在所述网络元件上建立所述服务质量级。对于IP网络(IP，Internet协议)，术语“路由器”通常是用于控制业务流量的网络元件。为了说明本发明的背景，图1示出示意性的分组交换数据传输网络，其包括终端设备101-106和业务流量控制网络元件111-115。终端设备101向数据传输网络发送面向终端设备102的数据传输分组121和122。数据传输分组121属于服务质量级CoS1并表示延迟关键的业务流，它要求低传输能力，例如64Kbit/s。数据传输分组122属于服务质量级CoS2并表示非延迟关键的业务流但要求很高的传输能力，例如100Mbit/s。在这个示例性的情况下，有关数据传输分组121的目的地址是终端设备102的地址，并且服务质量的信息是标识服务质量级CoS1的信息。相应地，有关数据传输分组122的目的地址是终端设备102的地址，并且服务质量的信息是标识服务质量级CoS2的信息。在这样的情况下，就应该把数据传输分组121从网络元件111经传输链路131路由至网络元件112，因在这种情况下终端设备101和102之间的路由具有尽可能少的引起延迟的网络元件，并且，在另一方面，链路131的100Mbits/s的数据传输能力也足可用于许多同时发生的64Kbits/s业务流。应该把数据传输分组122从网络元件111经传输链路132、133和134路由至网络元件112，这些链路中的每个具有1Gbit/s的传输能力，因在这种情况下，终端设备101和102之间的路由的传输能力要尽可能高。在网络元件111进行路由选择决策，该路由选择决策确定在转发数据传输分组时要使用的数据传送链路。对每个分组可分别进行路由选择决策(逐分组转发)或对面向相同目的地并表示相同服务质量级的多于一个的分组使用相同的路由选择决策(stateful转发)。所述路由选择决策依赖于有关该数据传输分组的目的地址(DA)以及该数据传输分组所表示的服务质量级。

除了有关数据传输分组转发的路由选择决策，还可以建立有关安全性指标的验证数据。所述安全性指标(RAL，反向地址查看)用于验证该数据传输分组是否已经从对应于该数据传输分组中指定的源地址(SA)的这样的数据传输网络的区域到达。有关安全性指标的验证数据按照与路由选择决策类似的方式来建立，但使用源地址而不是目的地址。所述安全性指标可用于防止利用具有在其中指定的不真实源地址的数据传输分组实现的这类强行的网络攻击。除了源地址，有关安全性指标的验证数据还可依赖于由数据传输分组表示的服务质量级。

在本文的后面，有关转发的路由决策和有关安全性指标的验证数据都称作“路由选择数据”。

在建立路由选择数据时，与服务质量级信息一起使用的有关数据传输分组的信息还可以是有关所应用的数据传输协议的某些其他信息，而不是上述的源地址和目的地址。

在本文的后面，当涉及有关数据传输分组的信息时，使用一般的术语“协议数据”，在建立路由选择数据时，有关数据传输分组的信息与服务质量级一起使用，并且其类型或值依赖于所使用的数据传输协议。所述协议数据例如可以是IPv4源地址(Internet协议第四版)、IPv6源地址(Internet协议第六版)、TCP源端口号(传输控制协议)、UDP源端口号(用户数据报协议)、IPv4目的地址、IPv6目的地址、TCP目的端口号、UDP目的端口号、ATM-VC/VP号(同步传输模式、虚电路/虚路径)、帧中继DLCI(数据链路连接标识符)、MPLS标记(多协议标记交换)、表示所使用数据传输协议的信息或上述信息条中两个或多个的组合。

路由选择数据所涉及的数据传输链路既可以是物理数据传输链路，如光纤或无线电链路，也可以是逻辑传输链路，如为物理数据传输链路配置的IP隧道。另外，在多播(multicast)传输中，路由选择数据可以涉及多个数据传输链路。

理论上，用来建立依赖于服务质量级的路由选择数据的直接解决方案可以是随机存取存储器(RAM)设备，对此，待分配的存储器地址可通过对协议数据附加服务质量的信息来定义。所述路由选择数据将作为该存储器设备的输出数据来提供。所述随机存取存储器设备的地址空间大小应该至少是2^N+M，其中N是服务质量信息按位(bit)的字长(word width)，M是协议数据按位的字长。例如，如果协议数据是IPv4目的地址或源地址，则该协议数据的字长是32位。在装备的实现中，通常对8种不同的服务质量级进行预订。因此，服务质量级信息的字长是3位。利用现有的随机存取存储器实现技术，试图实现大小为2³⁵的地址空间是不适当的。如果协议数据是IPv6目的地址或源地址，则该协议数据的字长可达128位。

图2示出了根据现有技术的用于在分组交换数据传输中建立依赖于服务质量级的路由选择数据的一种装备。该装备包括三态内容存取存储器(TCAM)设备201。用于TCAM存储器设备201的地址数据是协议数据(PA)和服务质量级(CoS)的组合203。TCAM存储器设备201的输出数据205被用作随机存取存储器设备202的地址数据。路由选择数据204是随机存取存储器设备202的输出数据。该装备的某些特征将在下面结合使用无类别地址(CIDR，无类别域间路由选择)的IPv4协议来说明，其中不同服务质量级的数目是8并且IPv4源地址或目的地址被用作协议数据(PA)。

在依赖服务质量级的路由选择中，由子网前缀(subnet prefix)和待支持的路由选择表的路由选择数据组成的每个对(pair)与服务质量级的条件相关联，该条件表达了那些子网前缀和所涉及路由选择数据所组成的对(pair)对其有效的数据传输分组所表示的服务质量级。服务质量级CoS的信息可以用三个位来表达，因在这个示例性的情况中，服务质量级的数目是8。在基于TCAM存储器设备的实现当中，所述的服务质量级的条件被表示成条件向量，其元素数目与服务质量级信息的位数相同。该条件向量的每个元素指出服务质量信息的该位是否必须是1或0，或者该位是否既可以是1也可以是0。例如，如果服务质量级0、2、4和6是可接受的服务质量级，则对应的条件向量是(*，*，0)，这表示该服务质量级信息的最低位必须是0，而其他两个位既可以是0也可以是1。在这种情况下，可以使用一个条件向量来表示服务质量级的条件。但是，对某些服务质量级的条件，常常需要多个条件向量，因可接受的服务质量级不是总可以利用一个条件向量来表示。例如，如果服务质量级1、2和6是可接受服务质量级，就需要三个条件向量(0，0，1)、(0，1，0)和(1，1，0)。

TCAM存储器设备201用于实现表，该表具有待支持的路由选择表的子网前缀和条件向量，以及对应于其每一行(row)所存储内容的TCAM存储器设备的输出数据。这些行具有相互之间的优先级顺序。TCAM存储器设备所提供的输出数据205对应于这些行中具有最高优先级的行，其中所存储的子网前缀和条件向量对应于被分配作为地址信息的协议数据PA与服务质量级CoS信息的组合203。利用各行的合适相互优先级，例如可以实现依赖于服务质量级的最长前缀匹配搜索(知晓CoS的最长前缀匹配)。

TCAM存储器设备的大小和造价依赖于所需要的行数和行的长度，即在每行中要存储的信息量。所需要的行数是待支持的路由表的子网前缀数乘以按每个子网前缀的条件向量的平均数。所谓按每个子网前缀的条件向量的平均数是指为了表示有关一个子网前缀的服务质量条件平均需要的条件向量的数目。

TCAM存储器设备类型较之同样大小的随机存取存储器要昂贵得多，其中存储器设备的大小是指地址空间大小与输出数据字长的乘积。另外，TCAM类型的存储器设备的功耗也显著高于同样大小的按类似读取频率使用的随机存取存储器的功耗。由于这些原因，在实际应用中，要设法使TCAM类型的存储器设备规模尽可能小。

图3示出了根据现有技术的用于在分组交换数据传输中建立依赖于服务质量级的路由选择数据的另外一种装备。该装备包括TCAM存储器设备301。作为TCAM存储器设备301的地址数据，使用TCAM存储器设备301的输出数据305(SR)与服务质量级(CoS)信息的组合。路由选择数据304是随机存取存储器设备302的输出数据。在图3所示的装备中，通过随机存取存储器设备302来产生服务质量级对路由选择数据的作用。例如，联系无类别的IPv4路由选择，TCAM存储器设备301可用于执行依赖于服务质量级的通常最长前缀匹配搜索。

让我们来考察这样的情况，其中要求图2和图3所示的每种设备必须可以支持相同的路由选择表，并且假定图2所示的设备每子网前缀平均需要N个条件向量。在这种情况下，图3所示的TCAM存储器设备301可以比图2所示的TCAM存储器设备201小N倍以上。这种大小的比值超过N是由于条件向量不需要存储在TCAM存储器设备301中。另一方面，图3所示的随机存取存储器302必须比图2所示的随机存取存储器202大，因对每个由子网前缀和服务质量级信息组成的组合必须把路由选择数据存储在随机存取存储器302中。因此，图3所示的随机存取存储器302必须比图2所示的随机存取存储器202大，因此通过减少TCAM存储器设备尺寸所得到节省的大部分就因随机存取存储器设备尺寸需求的增长而丧失了。

图2和图3所示的TCAM存储器设备可利用算法搜索机(algorithmic search engine)来替换。算法搜索机可利用随机存取存储器来实现，这比起内容可编址的存储器设备造价较低并且其功耗也低于内容可编址存储器设备的功耗。在基于算法搜索机的方法中，要执行几个相继的存储器搜索，这些搜索的中间结果在该逻辑搜索结构中被用作进一步搜索的基础，直到找到对应于该搜索初始数据的结果，如协议数据或协议数据与服务质量级信息的组合。本领域公知的算法搜索机例如包括radix-trie、Patricia-trie、M-ary trie和Lulea算法(根据以往的实践，这里使用trie代表“检索(retrieval)”)。能够执行依赖于服务质量级的搜索并且可用于替换图2所示TCAM存储器设备的算法搜索机，较之只需要执行独立于服务质量级的搜索并且可用于替换图3所示TCAM存储器设备的算法搜索机，至少在功能上更复杂并需要更大的存储容量。在另一方面，同基于TCAM存储器设备的装备相关的方式相类似，通过简化算法搜索机所得到的节省的大部分因所需要的随机存取存储器大小的增长而丧失了。

通常情况下，根据需要考虑服务质量级来建立路由选择数据的现有技术的装备和方法都显著增加了装备的存储容量要求，因此也增加了装备的功耗。存储容量需求的增加提高了组件的成本、物理尺寸和装备的生产和测试成本。同样，增加的功耗也提高了装备的物理尺寸和成本。

发明内容

本发明涉及用于建立依赖于服务质量级的路由选择数据的方法，因此通过本发明可以消除或减少与现有技术相关联的限制和缺陷。本发明还涉及用于建立依赖于服务质量级的路由选择数据的装备，因此通过本发明可以消除或减少与现有技术相关联的限制和缺陷。本发明还涉及用于在分组交换数据通信中控制数据传输分组的网络元件，因此通过本发明可以消除或减少与现有技术相关联的限制和缺陷。本发明还涉及搜索模块，其可用在所述网络元件中用于建立依赖于数据传输分组的服务质量级的路由选择数据，因此通过本发明可以消除或减少与现有技术相关联的限制和缺陷。本发明还涉及计算机软件，其存储在处理器可读的介质中，用于在控制分组交换数据通信的网络元件中建立依赖于数据传输分组的服务质量级的路由选择数据，因此通过本发明可以消除或减少与现有技术相关联的限制和缺陷。

本发明的基础在于利用这样的实事：在典型的分组交换数据通信网络中，对应于协议数据，不同服务质量级的数目大于可根据服务质量级选取的路由选择数据候选(alternative)的平均数。换言之，在数据传输系统中，不大可能有同服务质量级数目一样多的不同路由选择数据候选对应于特定的协议数据。例如，在IPv4和IPv6网络中，其中通常为8个不同服务质量级进行预订，对应于目的地址和源地址的不同路由选择数据候选的平均数目通常在1～3的范围内。

本发明的特征在于，根据所述协议数据和服务质量级信息定义备用数据(auxiliary data)，该备用数据指出哪个路由选择数据候选对应于符合所述服务质量级的该协议数据。这样，由出现在实际数据传输网络中的协议数据和备用数据组成的不同组合的数目显著小于由协议数据和服务质量级信息组成的不同组合的数目。在根据本发明的解决方案中使用这一实事来降低所要求的存储量。

利用本发明可得到有益的效果，通过本发明，可降低为了在控制分组交换数据通信的网络元件中存储和检索依赖于服务质量级的路由选择数据所需要的存储容量。按这种方式，在装备的组件、生产和测试方面可得到节省。另外，可按更小的尺寸来构造装备。由于可利用较小的存储器设备来构造该装备，也可以降低功耗，因此该装备的冷却和电源的实现也更简单和低成本。

根据本发明的方法、装备、网络元件、搜索模块和计算机软件的特征在相应独立权利要求中陈述。

本发明的不同实施例的特征在相应从属权利要求中陈述。

附图说明

在下面通过参考推荐的作为例子的优选实施例和附图来详细说明本发明。附图包括：

图1示出用于说明本发明背景的示例性分组交换数据通信网络，

图2示出根据现有技术的用来建立分组交换数据传输中的依赖于服务质量级的路由选择数据的装备的一部分，

图3示出根据现有技术的用来建立分组交换数据传输中的依赖于服务质量级的路由选择数据的装备的另一部分，

图4示出根据本发明一个实施例的用来建立分组交换数据传输中的依赖于服务质量级的路由选择数据的装备，

图5示出根据本发明一个实施例的用来建立分组交换数据传输中的依赖于服务质量级的路由选择数据的装备，

图6示出根据本发明一个实施例的用来建立分组交换数据传输中的依赖于服务质量级的路由选择数据的装备，

图7示出根据本发明一个实施例的用来建立分组交换数据传输中的依赖于服务质量级的路由选择数据的装备，

图8示出根据本发明一个实施例的用来控制分组交换数据传输中的数据传输分组业务流量的网络元件，

图9示出根据本发明一个实施例的用来建立分组交换数据传输中的依赖于服务质量级的路由选择数据的搜索模块，

图10示出根据本发明一个实施例的用来建立分组交换数据传输中的依赖于服务质量级的路由选择数据的流程图。

具体实施方式

在本文中已经结合对现有技术的描述说明过图1～3。

图4示出了根据本发明一个实施例的用来建立分组交换数据通信中的依赖于服务质量级的路由选择数据的装备，其中每个数据传输分组表示至少两个服务质量级中的一个，并且，与每个数据传输分组相关联，存在服务质量级信息406(CoS)。该装备包括数据检索装置401，用于定义对应于与所述数据传输分组有关的协议数据402(PA)的基本数据403(PA)和规约规则404(PS)。规约规则404与每个服务质量级备用数据相联系的描述，用于确定符合该协议数据的路由选择数据候选中的哪些对应于每个服务质量级。评估装置405，根据所述规约规则404和服务质量级信息406来定义备用路由选择数据407(RAT)，其由符合所述规约规则404和服务质量级信息406的备用数据组成。利用逻辑装置408，根据基本数据403和备用路由选择数据407的交互来建立符合协议数据402和服务质量级信息406的路由选择数据412。在本发明的该实施例中，利用三态内容存取存储器设备(TCAM)实现所述数据检索装置401。逻辑装置408包括：求和元件409，用于计算备用路由选择数据407和基本数据403的和数410；以及随机存取存储器411，其地址数据由所述的和数410构成，并且其输出表示所述路由选择数据412。

TCAM存储器设备401用于建立参考表，该参考表具有待支持的路由选择表参考值以及与存储在每个行中的参考值相符合的所述基本数据和规约规则。该参考值是位向量(bit vector)，其与协议数据的位表示相参照。该TCAM存储器设备可按照这样的方式来建立参考值：对某些协议数据位不设置要求，而某些其他位必须具有预定义的值，以使得所考察的协议数据与所关注的参考值相兼容。这样，TCAM存储器设备可被用于执行部分匹配搜索和确切匹配搜索。对于所考察的表的各行，可以定义相互之间的优先级次序。按这种方式，例如，TCAM存储器设备可用于执行无类别IP路由选择中所要求的最长可兼容子网前缀搜索(最长前缀匹配，LPM)，在这种情况下，该参考值表示子网前缀。对应于特定协议数据的基本数据和规约规则由对应于与所述协议数据兼容的参考值的基本数据和规约规则组成。可兼容的确切含义依赖于所使用的协议。在无类别IP路由选择中，例如，当协议数据是IP目的地址或IP源地址，可兼容参考值是指与该协议数据兼容的最长子网前缀。

在本发明的该实施例中，所述规约规则是表，表的元素数目是不同服务质量级的数目N。表元素i是符合服务质量级i的备用数据，其中i＝0，1，2，…，N-1。评估装置405选取对应于服务质量级信息406的表元素作为备用路由选择数据407的值。该表元素的值是候选的M个值中的一个，其中M是与所考察参考值有关的路由选择数据候选的数目。对多数参考值，有关所考察参考值的路由选择数据候选的数目要显著小于不同质量级的数目，即M＜N。

随机存取存储器设备411被用于建立路由选择数据表，对应于和数410的特定值，在该表的行中存储符合该和数值的路由选择数据。对于路由选择表中特定参考值，必须有M个路由选择数据表行，其中M是有关该所考察参考值的路由选择数据候选的数目。如果在该路由选择表中参考值数目是K并且有关该参考值的路由选择数据候选的平均数是M_ave，则路由选择数据表行数是K×M_ave，这同时也是所要求的随机存取存储器设备411的地址空间大小。如果不使用规约规则，而根据基本数据403和服务质量级信息406来建立随机存取存储器设备411的地址数据，则所要求的路由选择数据表行的数目是K×N。例如，在IPv4和IPv6网络中，其中通常对8个不同的服务质量级进行预订，即N＝8，所述平均值M_ave通常在1～3的范围。因此，使用规约规则可以显著减少所要求的随机存取存储器设备411的存储容量。

下面考察一种示例性的情况，其中M1个路由选择数据候选与参考值V1有关，M2个路由选择数据候选与参考值V2有关，并且M3个路由选择数据候选与参考值V3有关。在这种情况下，路由选择数据表的行范围PT1…PT1+M1包含有关参考值V1的路由选择数据候选，行范围PT2…PT2+M2包含有关参考值V2的路由选择数据候选，以及行范围PT3…PT3+M3包含有关参考值V3的路由选择数据候选，其中PT1、PT2和PT3是对应于所述参考值V1、V2和V3的基本数据。必须这样来选择所述基本数据：使所述行范围没有重叠(即使是部分重叠)。假定对应于参考值V1、V2和V3的行范围无缝隙地相继位于路由选择数据表中。则PT2＝PT1+M1+1，并且PT3＝PT2+M2+1。如果M1和M2不相等，则基本数据值PT1、PT2和PT3按不等距离的行数来定位。基本数据值可自然的选择等距离，在有关各参考值的行范围之间留下空白行，但这会导致随机存取存储器的非优化使用，在这种情况下，随机存取存储器设备411的容量应该更高。

这种不等距使得基本数据和路由选择数据表的建立变得复杂，并且使得在路由选择表改变时要执行的基本数据和路由选择数据表的更新变得复杂。为了建立和更新基本数据和路由选择表，可以使用基于现有技术的存储器管理方法，如根据C程序设计语言中Malloc函数(存储器分配)的方法。

下面说明图4所示的用于建立依赖于服务质量级的路由选择数据412的装备的操作。协议数据402确定基本数据403和规约规则404，基本数据403要从利用TCAM存储器设备建立的参考表中选出，规约规则404是具有N个元素的表。服务质量级信息406确定待从所述具有N个元素的表中选择的元素，该元素由备用路由选择数据407组成。备用路由选择数据407和基本数据403的和数确定待从利用随机存取存储器设备411实现的路由选择数据表中选择的路由选择数据412。

在根据本发明一个实施例的装备中，图4所示的TCAM存储器设备401已经用算法搜索机替换，所述搜索算法例如可以是radix-trie、Patricia-trie、M-ary trie或Lulea算法。

在根据本发明一个实施例的装备中，图4所示的TCAM存储器设备401已经用二态内容可寻址存储器设备CAM替换，它可用来执行参考值和协议数据之间的精确匹配。

评估装置405例如可利用专用集成电路(ASIC)、可编程处理器和控制该处理器的处理软件、现场可编程门阵列(FPGA)或上述实现方案的组合来实现。还可以把下述中的两个或所有集成到一个集成电路中：TCAM存储器设备401、评估装置405和逻辑装置408。

图5示出了根据本发明一个实施例的用于建立分组交换数据通信中的依赖于服务质量级的路由选择数据的装备。在本发明的该实施例中，用于定义基本数据503和规约规则504的数据检索装置501已经利用三态内容存取存储器(TCAM)设备502和随机存取存储器设备505实现。同图4所示的装备相比，图5所示装备的优点在于其中部分昂贵的TCAM存储器已经利用廉价的随机存取存储器替换。规约规则不需要存储在利用图5所示的TCAM存储器设备502建立的参考表中，因规约规则可根据基本数据503从随机存取存储器505中读取。例如，在服务质量级的数目是8的情况下，表形式的规约规则具有8个元素，并且每个元素必须能够表示8种不同的值。在这种特殊情况下需要8种不同的值，其中不同的路由选择数据候选对应每种不同的服务质量级。在实际的数据传输网络中这样的特殊情况是很少见的，但即使如此也必须进行预订。8种不同的值可用三个位来表示(000，…，111)。因此，为了描述一个规约规则，需要3×8＝24位。例如，在待支持的路由选择表包含百万参考值的情况下，则需要24Mbit用于规约规则。在一般情况下，服务质量级的数目是N，为了表示线性表形式的规约规则，需要有

N×Ceiling{log₂(N)}(1)

位，其中log₂是对数运算，其底数是2，并且Ceiling{}是函数，其值为大于或等于该函数参数的最小整数。

在根据本发明一个实施例的装备中，图5所示的TCAM存储器设备502经利用算法搜索机里替换。例如，所述算法搜索机是radix-trie、Patricia-trie、M-ary trie或Lulea算法。

在根据本发明一个实施例的装备中，图5所示的TCAM存储器设备502经用二态内容可寻址存储器设备CAM替换，它可用来执行参考值和协议数据之间的精确匹配。

当使用根据图5的装备执行依赖于服务质量级的路由选择数据的建立时，同图4所示的装备相比，需要一个附加的存储器搜索。在根据图4的装备中，从TCAM存储器设备401和从随机存取存储器411执行存储器搜索。在根据图5的装备中，从TCAM存储器设备502、从随机存取存储器505、和从随机存取存储器506执行存储器搜索。图4和图5所示装备的操作可以按这样的方式来分阶段(流水线化)：所要求的存储器搜索数目不影响检索速度，即不影响在单位时间建立的路由选择数据项的数目。图6中示出了对图5所示装备的操作执行阶段化(流水线化)的方法的例子。

图6所示的装备已经通过阶段寄存器601和602被划分成执行部分603、604和605。我们来考察时间上相继的路由选择数据建立任务h0、h1、h2和h3，其中h0在时间顺序上是第一个。假定相对于路由选择数据建立任务h0，操作是在从随机存取存储器设备606执行存储器搜索的阶段中。在用于路由选择数据建立任务h0的存储器搜索从随机存取存储器606执行的同时，用于路由选择数据建立任务h1的存储器搜索从随机存取存储器607执行，并且用于路由选择数据建立任务h2的存储器搜索从TCAM存储器设备608执行。在后续的阶段化周期中，用于路由选择数据建立任务h1的存储器搜索从随机存取存储器606执行，用于路由选择数据建立任务h2的存储器搜索从随机存取存储器607执行，并且用于路由选择数据建立任务h3的存储器搜索从TCAM存储器设备608执行。因此所要求的存储器搜索数目不影响检索速度，即不影响在单位时间建立的路由选择数据项的数目。但是，检索被延迟，即建立该路由选择数据所要求的时间受所要求存储器搜索的数目影响。

在根据本发明一个实施例的装备中，图6所示的TCAM存储器设备608已经利用算法搜索机来替换。例如，所述算法搜索机是radix-trie、Patricia-trie、M-ary trie或Lulea算法。

在根据本发明一个实施例的装备中，图6所示的TCAM存储器设备608已经用二态内容可寻址存储器设备CAM替换，它可用来执行参考值和协议数据之间的精确匹配。

图7示出根据本发明一个实施例的用于建立分组交换数据通信中的依赖于服务质量级的路由选择数据的装备。逻辑装置701包括随机存取存储器设备702、求和元件703和随机存取存储器设备707。求和元件703产生备用路由选择数据704与随机存取存储器设备702的输出数据705的和数，该和数用作随机存储器设备707的地址数据。随机存取存储器设备707的输出表示路由选择数据708。在本发明的该实施例中，对应于包含在通过TCAM存储器设备709建立的参考表中的参考值的基本数据可以利用顺序的数字来表示。在这里的情况下，用于表示每个基本数据项所要求的位数小于前面所述的情况，在一般情况下，所述基本数据需沿行号线不等距地定位。由于用于表示基本数据所要求的位数变得更小，昂贵的TCAM存储器设备的输出的字长可以缩小。另一方面，需要有随机存取存储器设备702，基本数据710用作它的地址数据，并且它的输出数据705对应于本文前面和图4～6所示的实施例中发生的非均匀分布的基本数据。但是，随机存取存储器要比TCAM存储器廉价，并且随机存取存储器的功耗也比TCAM存储器的功耗低。图7所示装备的操作可根据前文和图6中所述的原理来阶段化(流水线化)。

在根据本发明一个实施例的装备中，图7所示的TCAM存储器设备709已经利用算法搜索机里替换。例如，所述算法搜索机是radix-trie、Patricia-trie、M-ary trie或Lulea算法。

在根据本发明一个实施例的装备中，图7所示的TCAM存储器设备709已经用二态内容可寻址存储器设备CAM替换，它可用来执行参考值和协议数据之间的精确匹配。

在图5、图6和图7所示的装备中，每个随机存取存储器设备可以利用分开的RAM存储器电路来实现，或者多于一个的随机存取存储器设备可以利用一个多列RAM存储器电路来实现。有益的是，随机存取存储器设备可以使用动态RAM存储器(DRAM)来实现，所要求的物理空间，其每存储位的造价和功耗要小于TCAM存储器的对应特性。

结合上述本发明实施例说明的线性表形式的规约规则是精确的，因对应于诸如子网前缀的特定参考值的不同备用路由选择数据值的数目是可能的最小值。换言之，该数目与对应于所考察参考值的路由选择数据候选的数目相同。在示例性的情况中，服务质量级的数目是8，根据公式(1)需要24位来表示线性表形式的规约规则。通过数学分析可证明至少需要12位来表示该示例性情况中的规约规则。可把表示规约规则所需要的位数降低至接近理论下限，但是，需要使用比线性表表示更复杂的编码方法。

下面说明不精确规约规则的实现方法，该方法可以用于上文和图4至图7中描述的根据本发明实施例的装备中。该规约规则是不精确的，因对应于诸如子网前缀的特定参考值的备用路由选择数据值的数目在某些情况下可高于对应于所考察参考值的路由选择数据候选的数目。这种规约规则基于这样的实事：当考察随机选择的路由选择表参考值，有可能相同的路由选择数据对应于几个服务质量级。

当建立与特定参考值有关的规约规则的时候，要选择与该参考值相关联的路由选择数据候选。不失一般性，与所选取的路由选择数据候选有关的服务质量级的集合被称作集合G。选取对应于不同服务质量级的最大数目的路由选择数据候选，以使得集合G包含尽可能多的服务质量级。设置一个备用路由选择数据值来对应于属于集合G的每个服务质量级。该备用路由选择数据值用符号A来标记。对于不属于集合G服务质量级，对每个服务质量级赋予单独的备用路由选择数据值：B、B+1、B+2、……。

规约规则被表示成一维表或表示成向量V，其每个元素的值或者是预定义的常数p或者是预定义的常数q，并且其元素数目是所述不同服务质量级的数目N。如果向量V中的元素对应于属于集合G的服务质量级，则对所述元素赋予p值，否则对所述元素赋予q值。所述备用路由选择数据按下述来确定：

●如果位于向量V中对应于所考察数据传输分组的服务质量级CoS信息的位置的元素的值是p，所述备用路由选择数据是A，或

●如果位于向量V中对应于所述数据传输分组的服务质量级CoS信息的位置的元素的值是q，所述备用路由选择数据是B，B随着这样的元素数增长，这些元素的值是q并且位于向量V中剩余在相对于向量V的与所述数据传输分组的服务质量级CoS信息相对应的位置的预定侧的部分。

有益的是，可选取：p＝0，q＝1，A＝0以及B＝1。在这种情况下，备用路由选择数据的0值对应于属于集合G的服务质量级，并且备用路由选择数据的值1、2、3、…对应于其他的服务质量级。由于可以用1位来表示向量元素，为了表示规约规则所需要的位数与服务质量级的数目N相同。

下面说明有关对应于示例性情况的特定参考值的规约规则的实现例子，其中服务质量级的数目N＝8，服务质量级QoS0、QoS3、QoS5和QoS7对应于路由选择数据RT1，服务质量级QoS1和QoS2对应于路由选择数据RT2，服务质量级QoS4对应于路由选择数据RT3，以及服务质量级QoS6对应于路由选择数据RT4(QoS，服务质量)。由于路由选择数据RT1对应于不同服务质量级的最大数目，推荐选择对应于RT1的服务质量级QoS0、QoS3、QoS5和QoS7作为集合G。在这种情况下，对应于这些服务质量级的备用路由选择数据是0。在该例子中向量V如下：

V＝(0，1，1，0，1，0，1，0)

其中对应于服务质量级QoS0、QoS3、QoS5和QoS7的、在向量位置0、3、5、7的元素是0。在该例子中，对应于服务质量级QoS0的向量位置在最左，在向右移动时后续的向量位置对应于服务质量级QoS2等等。向量位置与服务质量级的一致次序对于规约规则的原理并不重要。如果数据传输分组的服务质量级CoS的信息是0、3、5或7，对应于该服务质量级信息的向量元素是0，并且对应的备用路由选择数据是0。假定这样定义，在其中对应于服务质量级CoS信息的向量元素是1的情况下，计算依然剩余在该元素左侧的值为1的各元素。在这种情况下，对应于服务质量级信息的值1、2、4和6的备用路由选择数据的值分别是1、2、3和4。假定这样定义，计算依然剩余在对应于服务质量级CoS信息的向量元素右侧的值为1的各元素，对应于服务质量级信息的值1、2、4和6的备用路由选择数据的值分别是4、3、2和1。在该例子中，规约规则的不精确变得明显，对应于服务质量级信息的值1和2的备用路由选择数据值相互之间不相等，尽管服务质量级QoS1和QoS2符合相同的路由选择数据RT2。

图8示出了根据本发明实施例的用于控制分组交换数据通信中的数据传输分组业务流量的网络元件。数据传输分组经由连接至该网络元件的输入链路801、802和803到达该网络元件。数据传输分组经由连接至该网络元件的输出链路804、805和806离开该网络元件。数据传输分组与源地址SA、目的地址DA和服务质量级CoS信息相关联。该网络元件包括装置807，用于接收呼入的数据传输分组并用于从到达的数据传输分组中读取所述源地址、目的地址和服务质量级信息。该网络元件还可另外包括用于根据分组的分类来产生服务质量级的信息。该网络元件包括数据检索装置808，用于定义对应于有关呼入数据传输分组的目的地址的基本数据810和规约规则811。布置所述规约规则以按照相同的备用数据可以联系到至少两个不同的服务质量级的方式把备用数据联系到每个服务质量级。该网络元件包括评估装置817，用于定义备用路由选择数据812。所述备用路由选择数据812由对应于规约规则811和服务质量级信息813的备用数据组成。该网络元件包括逻辑装置815，用于根据基本数据810和备用路由选择数据812的交互来定义路由选择数据814。该网络元件包括装置816，用于根据路由选择数据814来选择一个或多个输出链路804-806，并用于把对应于所述数据传输分组的信息发送至所选择的输出链路(可多个)。

由数据检索装置808、评估装置817和逻辑装置815构成的设备可以是如根据上文和图4-7中所述实施例的装备。

该网络元件还可包括用于产生与源地址和服务质量级相对应的路由选择数据的装置，以及用于根据对应于所述源地址的路由选择数据来启用或禁用数据传输分组的递送的装置。对应于所述源地址的路由选择数据可与安全指标相关联，该安全指标用于验证(RAL，反向地址查看)该数据传输分组是否从对应于在该数据传输分组中指定的源地址的数据传输网络的这样的区域到达。对应于该源地址的路由选择数据，可如同用于对应于目的地址的路由选择数据814那样，使用相同的设备808、815、817来产生，或者可以有并行的设备来产生所述路由选择数据。

输入链路801、802或803既可以是物理数据传输链路，如光纤或无线电链路，也可以是逻辑传输链路，如对物理数据传输链路配置的IP隧道。相应地，输出链路804、805或806既可以是物理数据传输链路也可以是逻辑数据传输链路。

所考虑的网络元件例如可以是用在IP网络中的路由器、用在ATM(异步传输模式)网络中的交换机或用在以太网中的交换机。

图9示出了根据本发明一个实施例的用于建立分组交换数据传输中的依赖于服务质量级的路由选择数据的搜索模块。该搜索模块包括：输入接口901，用于接收数据传输分组的协议数据902和服务质量级信息903；以及输出接口904，用于把为所述数据传输分组建立的路由选择数据905发送到该搜索模块的外部。该搜索模块包括数据检索装置906，用于定义对应于所述协议数据902的基本数据907和规约规则908。布置所述规约规则以按照相同的备用数据可联系到至少两个不同的服务质量级的方式把备用数据连接到每个服务质量级。该搜索模块包括评估装置909，用于根据规约规则908和服务质量级信息903来定义备用路由选择数据。所述备用路由选择数据910由对应于服务质量级信息903的备用路由选择数据组成。该搜索模块包括逻辑装置911，用于根据基本数据907和所述备用路由选择数据910的交互来定义路由选择数据905。

由数据检索装置906、评估装置909和逻辑装置911构成的设备可以是如根据上文和图4-7中所述实施例的装备。

该搜索模块还可包括控制接口912，用于在该搜索模块中所包含的存储器装置中存储数据，并还可用于读取存储在该存储器装置中的数据。如果通过输入接口901和/或输出接口904执行数据存储和可能的读取，则不需要该控制接口。

该搜索模块还可包括控制处理器913，它执行各种功能的阶段化控制，例如，根据图6所示的原理，以及执行收集功能的控制和统计。

图10包括示出根据本发明一个实施例的用于建立分组交换数据传输中的依赖于服务质量级的路由选择数据的方法的流程图，其中每个数据传输分组表达至少两个服务质量级中的一个，并且，与每个数据传输分组相关联存在服务质量级CoS的信息，在步骤1001，根据与该数据传输分组有关的协议数据定义基本数据和规约规则。该规约规则按相同的备用数据与至少两个不同的服务质量级相关的方式把备用数据与每个服务质量级联系起来。步骤1002包括定义备用路由选择数据，它是对应于有关所述数据传输分组的所述规约规则和服务质量级CoS信息的备用数据。在步骤1003，根据所述基本数据和所述备用路由选择数据的交互来定义路由选择数据。所述协议数据例如可以是有关该数据传输分组的目的地址或有关该数据传输分组的源地址。

在根据本发明一个实施例的方法中，所述规约规则被表示成表，其包括对应于不同服务质量级的备用数据，并且由此利用所述数据传输分组的服务质量级信息作为表指示字通过表搜索来定义所述备用路由选择数据。

在根据本发明一个实施例的方法中，所述规约规则被表示成向量，向量的每个元素的值可以是预定义的常数p，也可以是预定义的常数q，并且向量的元素数目是不同的服务质量级的数目，并且所述备用路由选择数据按如下来定义：

●如果位于对应于所考察数据传输分组的服务质量级信息的向量位置的元素的值是p，所述备用路由选择数据是第一预定义备用数据值，或

●如果位于对应于所述数据传输分组的服务质量级信息的向量位置的元素的值是q，所述备用路由选择数据是第二预定义备用数据值，该值随着这样的元素数增长，这些元素的值是q并且位于所述向量中剩余在相对于与所述数据传输分组的服务质量级信息相对应的向量位置的预定侧的部分。

在根据本发明的一个实施例的方法中，通过分配所述协议数据作为三态内容存取存储器设备(TCAM)的地址数据来获得作为所述三态内容存取存储器设备输出数据的所述基本数据，并且通过分配所述基本数据作为随机存取存储器设备(RAM)的地址数据来获得作为所述随机存取存储器设备输出数据的所述规约规则。

在根据本发明一个实施例的方法中，通过分配所述协议数据作为三态内容存取存储器设备(TCAM)的地址数据来获得作为所述三态内容存取存储器设备输出数据的所述基本数据和所述规约规则。

在根据本发明一个实施例的方法中，使用算法搜索机来定义所述基本数据，该算法搜索机的输入数据包括所述协议数据，并且通过分配所述基本数据作为所述随机存取存储器(RAM)的地址数据来获得作为所述随机存取存储器输出数据的所述规约规则。例如，所述算法搜索机是radix-trie、Patricia-trie、M-ary trie或Lulea算法。

在根据本发明一个实施例的方法中，计算所述基本数据与所述备用路由选择数据的和数，并且通过赋给所述和数作为所述随机存取存储器的地址数据来获得作为所述随机存取存储器输出数据所述路由选择数据。

在根据本发明一个实施例的网络元件中，通过使用计算机软件来执行上述本发明一个或多个实施例的方法的功能，该计算机软件存储在可由位于该网络元件中的一个或多个处理器读取的介质中，并且其包括下述可编程装置：

●可编程装置，用于控制该网络元件来定义符合有关该数据传输分组的协议数据的基本数据和规约规则，布置该规约规则以按相同的备用数据可以连接至至少两个不同的服务质量级的方式把备用数据联系到每个服务质量级，

●可编程装置，用于控制所述网络元件来定义备用路由选择数据，其由对应于与该数据传输分组有关的所述规约规则和服务质量级信息的备用数据组成，以及

●可编程装置，用于控制所述网络元件来根据所述基本数据和所述备用路由选择数据的交互来建立路由选择数据。

所述的可由处理器读取的装置例如可以是可光读取的CD-ROM盘(压缩盘只读存储器)、磁可读取的盘、计算机硬盘或计算机的电子中央存储器单元。

在根据本发明一个实施例的网络元件中，通过使用为特定功能设计的专用集成电路(ASIC)来执行上述的功能的一部分，而上述功能的一部分使用可编程装置来执行。专用集成电路的优点是更快的执行速度。

对于本领域的技术任意，很显然，本发明及其实施例不限于上述的示例性实施例，在权利要求的范围内可以对本发明及其实施例进行修改。

Claims (25)

1.一种用于对分组交换数据通信中的数据传输分组获得路由选择数据的方法，其中，所述数据传输分组表示至少两个服务质量级之一，并且与用来指示由所述数据传输分组表示的服务质量级的信息相关联，并且与所使用的数据传输协议所关联的协议数据(402)有关，该方法包括：

通过使用所述协议数据作为输入值从存储器装置读取(1001)与路由选择表和所述协议数据兼容的基本数据(403)和规约规则(404)，使用(1002)指示服务质量级的所述信息作为所述规约规则的输入值来获得备用路由选择数据(407)，以及

根据所述基本数据与所述备用路由选择数据来获得(1003)所述路由选择数据，

其中，所述规约规则把备用数据联系到每个服务质量级，使得每个备用数据与至少两个不同的服务质量级相关联，并且所述备用路由选择数据由符合所述规约规则和指示服务质量级的所述信息的备用数据组成。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述协议数据是与所述数据传输分组有关的目的地址。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述协议数据是与所述数据传输分组有关的源地址。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述规约规则被表示成表，其包括对应于不同服务质量级的备用数据，并且通过使用所述数据传输分组的服务质量级信息作为表指示字的表搜索来从其定义备用路由选择数据。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述规约规则被表示成向量，其中该向量每个元素的值或者是预定义常数p或者是预定义常数q，并且该向量的元素数目是不同服务质量级的数目，并且按下述来定义所述备用路由选择数据：

如果位于对应于所述数据传输分组的服务质量级信息的向量位置的元素的值是p，所述备用路由选择数据是第一预定义备用数据值，或

如果位于对应于所述数据传输分组的服务质量级信息的向量位置的元素的值是q，所述备用路由选择数据是随着下述元素数增长的第二预定义备用数据值：这些元素的值是q并且位于所述向量中与所述数据传输分组的服务质量级信息相对应的向量位置的预定一侧的部分。

6.如权利要求1所述的方法，其中通过分配所述协议数据作为三态内容存取存储器设备(TCAM)的地址数据来获得作为所述三态内容存取存储器设备输出数据的所述基本数据，并且通过分配所述基本数据作为随机存取存储器设备(RAM)(505)的地址数据来获得作为所述随机存取存储器设备输出数据的所述规约规则。

7.如权利要求1所述的方法，其中通过分配所述协议数据作为三态内容存取存储器设备(TCAM)(401)的地址数据来获得作为所述三态内容存取存储器设备(TCAM)输出数据的所述基本数据和所述规约规则。

8.如权利要求1所述的方法，其中使用算法搜索机来定义所述基本数据，该算法搜索机的输入数据由所述协议数据组成，并且通过分配所述基本数据作为随机存取存储器(RAM)(505)的地址数据来获得作为所述随机存取存储器输出数据的所述规约规则。

9.如权利要求1、6、7或8所述的方法，其中在该方法中计算所述基本数据与所述备用路由选择数据的和数，并且通过给予所述和数作为随机存取存储器(RAM)(411)的地址数据来获得作为所述随机存取存储器设备输出数据的所述路由选择数据。

10.一种用于对分组交换数据通信中的数据传输分组获得路由选择数据的装备，其中，所述数据传输分组表示至少两个服务质量级之一，并且与用来指示由所述数据传输分组表示的服务质量级的信息相关联，并且与所使用的数据传输协议所关联的协议数据有关，其中该装备包括：

数据检索装置(401)，用于通过使用所述协议数据作为输入值从存储器装置读取与路由选择表和所述协议数据兼容的基本数据和规约规则，

评估装置(405)，用于使用指示服务质量级的所述信息作为所述规约规则的输入值来获得备用路由选择数据，以及

逻辑装置(408)，用于根据所述基本数据与所述备用路由选择数据来获得所述路由选择数据，

其中，所述规约规则被布置成把备用数据联系到每个服务质量级，使得每个备用数据与至少两个不同的服务质量级相关联，并且所述备用路由选择数据由符合所述规约规则和指示服务质量级的所述信息的备用数据组成。

11.如权利要求10所述的装备，其中布置所述数据检索装置根据该数据传输分组的目的地址来定义所述基本数据和所述规约规则。

12.如权利要求10所述的装备，其中布置所述数据检索装置根据该数据传输分组的源地址来定义所述基本数据和所述规约规则。

13.如权利要求10所述的装备，其中布置所述数据检索装置把所述规约规则定义成表，其包括符合不同服务质量级的备用数据，并且布置所述数据检索装置来执行使用所述数据传输分组的服务质量级信息作为表指示字的表搜索。

14.如权利要求10所述的装备，其中布置所述数据检索装置把所述规约规则定义成向量，其中该向量每个元素的值或者是预定义常数p或者是预定义常数q，并且该向量的元素数目是不同服务质量级的数目，并且所述评估装置包括逻辑算术单元用于根据下述规则来确定所述备用路由选择数据：

如果位于对应于所述数据传输分组的服务质量级信息的向量位置的元素的值是p，所述备用路由选择数据是第一预定义备用数据值，或

如果位于对应于所述数据传输分组的服务质量级信息的向量位置的元素的值是q，所述备用路由选择数据是随着下述元素数增长的第二预定义备用数据值：这些元素的值是q并且位于所述向量中与所述数据传输分组的服务质量级信息相对应的位置的预定一侧的部分。

15.如权利要求10所述的装备，其中所述数据检索装置包括三态内容存取存储器设备(506)(TCAM)，用来分配所述协议数据作为所述三态内容存取存储器设备的地址数据的装置，用来从所述三态内容存取存储器设备的输出读取所述基本数据的装置，随机存取存储器设备(505)(RAM)，用来分配所述基本数据作为所述随机存取存储器设备的地址数据的装置，以及从所述随机存取存储器设备的输出读取所述规约规则的装置。

16.如权利要求10所述的装备，其中所述数据检索装置包括三态内容存取存储器设备(401)(TCAM)，用来分配所述协议数据作为所述三态内容存取存储器设备的地址数据的装置，用来从所述三态内容存取存储器设备的输出读取所述基本数据和所述规约规则的装置。

17.如权利要求10所述的装备，其中所述数据检索装置(501)包括利用算法搜索机并使用所述协议数据作为所述的算法搜索机的输入数据来定义所述基本数据的装置，随机存取存储器设备(505)(RAM)，用来分配所述基本数据作为所述随机存取存储器设备的地址数据的装置，以及用来从所述随机存取存储器设备的输出读取所述规约规则的装置。

18.如权利要求10、15、16或17所述的装备，其中所述逻辑装置具有用于计算所述基本数据与所述备用路由选择数据的和数的求和元件，随机存取存储器设备(RAM)(411)，用于分配所述和数作为所述随机存取存储器设备的地址数据的装置，以及用于从所述随机存取存储器设备的输出读取所述路由选择数据的装置。

19.一种用于控制分组交换数据通信中的数据传输分组业务流量的网络元件，其中数据传输分组经由一个或多个连接至该网络元件的输入链路到达该网络元件，数据传输分组经由一个或多个连接至该网络元件的输出链路离开该网络元件，每个数据传输分组表示至少两个服务质量级之一，并且与用来指示由所述数据传输分组表示的服务质量级的信息相关联，其中该网络元件包括：

数据检索装置(808)，用于通过使用与到达的数据传输分组有关的目的地址作为输入值从存储器装置读取与路由选择表和所述目的地址兼容的基本数据和规约规则，

评估装置(817)，用于使用指示由所述到达的数据传输分组表示的服务质量级的所述信息作为所述规约规则的输入值来获得备用路由选择数据，

逻辑装置(815)，用于根据所述基本数据与所述备用路由选择数据来获得符合所述目的地址的路由选择数据，以及

用于根据对应于所述目的地址的路由选择数据来选择一个或多个输出链路并用于把对应于所述数据传输分组的信息发送至所选择的输出链路的装置(816)，

其中，所述规约规则被布置成把备用数据联系到每个服务质量级，使得每个备用数据与至少两个不同的服务质量级相关联，并且所述备用路由选择数据由符合所述规约规则和指示服务质量级的所述信息的备用数据组成。

20.如权利要求19所述的网络元件，其中该网络元件还包括：

用于通过使用与所述到达的数据传输分组有关的源地址作为输入值从所述存储器装置读取与路由选择表和所述源地址兼容的另外基本数据和另外规约规则的装置，

用于使用指示由所述到达的数据传输分组表示的服务质量级的所述信息作为所述另外规约规则的输入值来获得另外备用路由选择数据的装置，

用于根据所述另外基本数据与所述另外备用路由选择数据来获得符合所述源地址的另外路由选择数据，以及

用于根据对应于所述源地址的所述另外路由选择数据来启用或禁用所述数据传输分组的递送。

21.一种用于对分组交换数据通信中的数据传输分组获得路由选择数据的搜索模块，其中，所述数据传输分组表示至少两个服务质量级之一，并且与用来指示由所述数据传输分组表示的服务质量级的信息相关联，并且与所使用的数据传输协议所关联的协议数据(402)有关，所述搜索模块包括：

输入接口(901)，用于接收所述数据传输分组的协议数据和服务质量级信息；

输出接口(904)，用于把为所述数据传输分组获得的路由选择数据传送到该搜索模块的外部；

数据检索装置(906)，用于通过使用所述协议数据作为输入值从存储器装置读取与路由选择表和所述协议数据兼容的基本数据和规约规则，

评估装置(909)，用于使用指示服务质量级的所述信息作为所述规约规则的输入值来获得备用路由选择数据，以及

逻辑装置(911)，用于根据所述基本数据与所述备用路由选择数据来获得所述路由选择数据，

其中，所述规约规则被布置成把备用数据联系到每个服务质量级，使得每个备用数据与至少两个不同的服务质量级相关联，并且所述备用路由选择数据由符合所述规约规则和指示服务质量级的所述信息的备用数据组成。

22.如权利要求21所述的搜索模块，其中所述数据检索装置包括三态内容存取存储器设备(TCAM)，用来分配所述协议数据作为所述三态内容存取存储器设备的地址数据的装置，用来从所述三态内容存取存储器设备的输出读取所述基本数据的装置，随机存取存储器设备(RAM)，用来分配所述基本数据作为所述随机存取存储器设备的地址数据的装置，以及从所述随机存取存储器设备的输出读取所述规约规则的装置。

23.如权利要求21所述的搜索模块，其中所述数据检索装置包括三态内容存取存储器设备(TCAM)，用来分配所述协议数据作为所述三态内容存取存储器设备的地址数据的装置，用来从所述三态内容存取存储器设备的输出读取所述基本数据和所述规约规则的装置。

24.如权利要求21所述的搜索模块，其中所述数据检索装置包括利用算法搜索机并使用所述协议数据作为所述算法搜索机的输入数据来定义所述基本数据的装置，随机存取存储器设备(RAM)，用来分配所述基本数据作为所述随机存取存储器设备的地址数据的装置，以及用来从所述随机存取存储器设备的输出读取所述规约规则的装置。

25.如权利要求21、22、23或24所述的搜索模块，其中所述逻辑装置具有用于计算所述基本数据与所述备用路由选择数据的和数的求和元件，随机存取存储器设备(RAM)，用于分配所述和数作为所述随机存取存储器设备的地址数据的装置，以及用于从所述随机存取存储器设备的输出读取所述路由选择数据的装置。

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