ES2626061T3 - Método de creación de tablas de búsqueda y método de consulta, y su controlador, dispositivo de reenvío y sistema - Google Patents
Método de creación de tablas de búsqueda y método de consulta, y su controlador, dispositivo de reenvío y sistema Download PDFInfo
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Abstract
Un método de creación de tablas de búsqueda realizado por un dispositivo de reenvío, que comprende: recibir (S21) un mensaje de creación de tabla de búsqueda enviado por un controlador, en donde el mensaje de creación de tabla de búsqueda comprende un identificador de una tabla de búsqueda y un modo de búsqueda de la tabla de búsqueda; crear (S22) una tabla de búsqueda de acuerdo con el mensaje de creación de tabla de búsqueda y configurar un modo de búsqueda de la tabla de búsqueda; recibir (S23) un mensaje de adición de entrada enviado por el controlador, en donde el mensaje de adición de entrada comprende una acción de reenvío para ser añadida y un parámetro índice de la acción de reenvío; y añadir (S24) a la tabla de búsqueda, de acuerdo con el mensaje de adición de entrada, una entrada correspondiente a la tabla de búsqueda.
Description
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Específicamente, si en el mensaje de creación de tabla de búsqueda enviado en el paso S11 el identificador de la tabla de búsqueda es B3 y el modo de búsqueda utilizado por la tabla de búsqueda B3 es el modo de búsqueda de correspondencia más larga, en el mensaje de adición de entrada enviado en el paso S12, el parámetro índice de la acción de reenvío para ser añadida incluye una palabra clave y una longitud de máscara.
Específicamente, si en el mensaje de creación de tabla de búsqueda enviado en el paso S11 el identificador de la tabla de búsqueda es B4 y el modo de búsqueda utilizado por la tabla de búsqueda B4 es el modo de búsqueda de máscara, en el mensaje de adición de entrada enviado en el paso S12, el parámetro índice de la acción de reenvío para ser añadida incluye una palabra clave y una máscara.
En correspondencia, tal como se muestra en la FIG. 2, un modo de realización de la presente invención proporciona, además, un método de creación de tablas de búsqueda, que incluye los siguientes pasos:
S21. Recibir un mensaje de creación de tabla de búsqueda enviado por un controlador, donde el mensaje de creación de tabla de búsqueda incluye un identificador de una tabla de búsqueda y un modo de búsqueda de la tabla de búsqueda.
S22. Crear una tabla de búsqueda de acuerdo con el mensaje de creación de tabla de búsqueda y configurar un modo de búsqueda de la tabla de búsqueda.
S23. Recibir un mensaje de adición de entrada enviado por el controlador, donde el mensaje de adición de entrada incluye una acción de reenvío para ser añadida y un parámetro índice de la acción de reenvío.
S24. Añadir a la tabla de búsqueda, de acuerdo con el mensaje de adición de entrada, una entrada correspondiente al mensaje de adición de entrada.
De acuerdo con el método de creación de tablas de búsqueda proporcionado en este modo de realización de la presente invención, se puede recibir un mensaje de creación de tabla de búsqueda enviado por un controlador, donde el mensaje de creación de tabla de búsqueda incluye un identificador de una tabla de búsqueda y un modo de búsqueda de la tabla de búsqueda, y para las diferentes tablas de búsqueda se proporcionan diferentes modos de búsqueda y parámetros índice, de modo que las búsquedas en todas las tablas de búsqueda no están limitadas a un modo de correspondencia de máscara, reduciendo de este modo de forma significativa la cantidad de circuitos TCAM utilizados para la correspondencia de máscara, lo cual reduce la cantidad de circuitos de puertas en un chip y reduce el consumo de energía del chip.
Opcionalmente, el modo de búsqueda puede ser uno de los siguientes: un modo de búsqueda lineal, un modo de búsqueda hash, un modo de búsqueda de correspondencia más larga, y un modo de búsqueda de máscara. En función de la diferencia de cada modo de búsqueda, a continuación, se describen de forma independiente las operaciones de creación de una tabla de búsqueda en cada uno de los modos de búsqueda.
En un modo de realización de la presente invención, si en el mensaje de creación de tabla de búsqueda recibido en el paso S21 el modo de búsqueda de la tabla de búsqueda es el modo de búsqueda lineal, en el paso S22, se crea una tabla de búsqueda de acuerdo con el mensaje de creación de tabla de búsqueda, y el modo de búsqueda de la tabla de búsqueda se configura como modo de búsqueda lineal. En el paso S23, el mensaje de adición de entrada recibido incluye la acción de reenvío para ser añadida y el parámetro índice de la acción de reenvío, donde el parámetro índice incluye una palabra clave.
A continuación, en el paso S24, la adición a la tabla de búsqueda, de acuerdo con el mensaje de adición de entrada, de una entrada correspondiente al mensaje de adición de entrada puede incluir específicamente:
obtener una entrada disponible de la tabla de búsqueda utilizando como índice una palabra clave; y
escribir la acción de reenvío en la entrada disponible.
En este modo de realización, la palabra clave en el parámetro índice y la entrada en la tabla de búsqueda tienen una relación lineal. Por lo tanto, se puede obtener una entrada disponible utilizando directamente como índice el valor de la palabra clave, y en la entrada disponible se puede escribir la acción de reenvío correspondiente a la palabra clave, completando de este modo de forma simple y efectiva la creación de la tabla de búsqueda y la adición de la entrada.
En otro modo de realización de la presente invención, si en el mensaje de creación de tabla de búsqueda recibido en el paso S21 el modo de búsqueda de la tabla de búsqueda es el modo de búsqueda hash, en el paso S22, se crea una tabla de búsqueda de acuerdo con el mensaje de creación de tabla de búsqueda, y el modo de búsqueda de la tabla de búsqueda se configura como modo de búsqueda hash. En el paso S23, el mensaje de adición de entrada recibido incluye la acción de reenvío para ser añadida y el parámetro índice de la acción de reenvío, donde el parámetro índice incluye una palabra clave.
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es realmente necesario utilizar un modo de búsqueda de máscara de modo que no se malgaste el recurso del dispositivo de reenvío.
Se debería observar que, en la creación de las tablas de búsqueda en los cuatro modos de búsqueda anteriores, la acción de reenvío y el parámetro índice de la acción de reenvío que se encuentran en el mensaje de adición de entrada son necesarios. Sin embargo, para una tabla de búsqueda en el modo de búsqueda lineal, el algoritmo de búsqueda es simple y, por lo tanto, no es necesario escribir el parámetro índice en una entrada específica de la tabla de búsqueda. Sin embargo, para una tabla de búsqueda en el modo de búsqueda hash, el modo de búsqueda de correspondencia más larga, o el modo de búsqueda de máscara, el algoritmo de búsqueda es relativamente complejo y, por lo tanto, el parámetro índice se tiene que escribir en una entrada correspondiente en la tabla de búsqueda.
En los modos de realización anteriores de los cuatro modos de búsqueda, de acuerdo con el método de creación de tablas de búsqueda proporcionado en la presente invención, se puede determinar un modo de búsqueda apropiado, en función de la complejidad de la tabla de búsqueda a crear, para cada una de las tablas de búsqueda creadas. De este modo, para muchas tablas de búsqueda con una estructura relativamente simple, se puede utilizar un modo de búsqueda relativamente simple como, por ejemplo, un modo de búsqueda lineal, un modo de búsqueda hash o un modo de búsqueda de correspondencia más larga, y el modo de búsqueda de máscara se utiliza únicamente para aquellas tablas de búsqueda con estructuras complejas que se deban crear y buscar utilizando el modo de búsqueda de máscara. Por lo tanto, se utilizan completamente los recursos del dispositivo de reenvío, se reduce de forma significativa la cantidad de circuitos TCAM utilizados para la correspondencia de máscara, se reduce la cantidad de circuitos de puertas en un chip y se reduce el consumo de energía del chip.
En correspondencia, un modo de realización de la presente invención proporciona, además, un método para consultar una tabla de búsqueda, tal como se muestra en la FIG. 3, que incluye los siguientes pasos:
S31. Cuando un paquete salta a la tabla de búsqueda, extraer una palabra clave del paquete.
S32. Buscar, utilizando el modo de búsqueda correspondiente a la tabla de búsqueda, una entrada correspondiente a la palabra clave.
S33. Ejecutar la acción de reenvío en la entrada encontrada.
Específicamente, en el paso S32, los métodos de búsqueda de una entrada correspondiente a la palabra clave varían en función de los diferentes modos de búsqueda utilizados por la tabla de búsqueda.
Específicamente, si la tabla de búsqueda FLOW_TABLE_1 utiliza el modo de búsqueda lineal, cuando se reenvía un paquete, el dispositivo de reenvío extrae la clave cuando el paquete salta a la FLOW_TABLE_1, y utiliza la palabra clave como un índice para buscar directamente en la FLOW_TABLE_1, con el fin de obtener la operación de reenvío que necesita ejecutar el dispositivo de reenvío.
Específicamente, si la tabla de búsqueda FLOW_TABLE_2 utiliza el modo de búsqueda hash, cuando se reenvía un paquete, el dispositivo de reenvío extrae la clave cuando el paquete salta a la FLOW_TABLE_2, obtiene el índice del grupo hash realizando una operación hash sobre la palabra clave, busca la entrada, en el grupo, cuya palabra clave es igual a la palabra clave buscada en esta palabra clave, y lee y ejecuta la acción de reenvío en la entrada.
Si la tabla de búsqueda FLOW_TABLE_3 utiliza el modo de búsqueda de correspondencia más larga, cuando se reenvía un paquete, el dispositivo de reenvío extrae la clave cuando el paquete salta a la FLOW_TABLE_3, obtiene el índice de correspondencia más larga realizando una primera operación sobre la palabra clave, busca, en la tabla de búsqueda, una entrada cuya palabra clave sea igual a la palabra clave buscada en esta palabra clave, y lee y ejecuta la acción de reenvío en la entrada.
Si la tabla de búsqueda FLOW_TABLE_4 utiliza el modo de búsqueda de máscara, cuando se reenvía un paquete, el dispositivo de reenvío extrae la clave cuando el paquete salta a la FLOW_TABLE_4, busca la palabra clave en la TCAM y, cuando encuentra la entrada, lee y ejecuta la acción de reenvío en la entrada.
En correspondencia, tal como se muestra en la FIG. 4, la presente invención proporciona, además, un controlador 10, que incluye:
una unidad 11 de envío, configurada para enviarle a un dispositivo de reenvío un mensaje de creación de tabla de búsqueda, con el fin de que el dispositivo de reenvío cree una tabla de búsqueda, donde el mensaje de creación de tabla de búsqueda incluye un identificador de la tabla de búsqueda y el modo de búsqueda de la tabla de búsqueda, donde
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la unidad 11 de envío está configurada, además, para enviarle al dispositivo de reenvío un mensaje de adición de entrada, con el fin de que el dispositivo de reenvío añada una entrada a la tabla de búsqueda, donde el mensaje de adición de entrada incluye una acción de reenvío para ser añadida y un parámetro índice de la acción de reenvío.
De acuerdo con el controlador 10 proporcionado en este modo de realización de la presente invención, la unidad 11 de envío le envía al dispositivo de reenvío un mensaje de creación de tabla de búsqueda, donde el mensaje de creación de tabla de búsqueda incluye un identificador de una tabla de búsqueda y un modo de búsqueda de la tabla de búsqueda, y se proporcionan diferentes modos de búsqueda para diferentes tablas de búsqueda, de modo que las búsquedas en todas las tablas de búsqueda no están limitadas a un modo de correspondencia de máscara, reduciendo de este modo de forma significativa la cantidad de circuitos TCAM utilizados para la correspondencia de máscara, lo cual reduce la cantidad de circuitos de puertas en un chip y reduce el consumo de energía del chip.
Opcionalmente, el modo de búsqueda en el mensaje de creación de tabla de búsqueda enviado por la unidad 11 de envío incluye uno de los siguientes: un modo de búsqueda lineal, un modo de búsqueda hashhash, un modo de búsqueda de correspondencia más larga, y un modo de búsqueda de máscara.
En correspondencia, tal como se muestra en la FIG. 5, un modo de realización de la presente invención proporciona, además, un dispositivo 20 de reenvío, que incluye:
una unidad 21 de recepción, configurada para recibir un mensaje de creación de tabla de búsqueda enviado por un controlador, donde el mensaje de creación de tabla de búsqueda incluye un identificador de una tabla de búsqueda y un modo de búsqueda de la tabla de búsqueda, donde
la unidad 21 de recepción está configurada, además, para recibir un mensaje de adición de entrada enviado por el controlador, donde el mensaje de adición de entrada incluye una acción de reenvío para ser añadida y un parámetro índice de la acción de reenvío;
una unidad 22 de creación, configurada para crear una tabla de búsqueda de acuerdo con el mensaje de creación de tabla de búsqueda y configurar el modo de búsqueda de la tabla de búsqueda; y
una unidad 23 de adición, configurada para añadir a la tabla de búsqueda, de acuerdo con el mensaje de adición de entrada, una entrada correspondiente al mensaje de adición de entrada.
De acuerdo con el dispositivo 20 de reenvío proporcionado en este modo de realización de la presente invención, una unidad 21 de recepción puede recibir un mensaje de creación de tabla de búsqueda, donde el mensaje de creación de tabla de búsqueda incluye un identificador de una tabla de búsqueda y un modo de búsqueda de la tabla de búsqueda, y se proporcionan diferentes modos de búsqueda para diferentes tablas de búsqueda; y una unidad 22 de creación y una unidad 23 de adición crean tablas de búsqueda en estos diferentes modos de búsqueda y añaden una entrada a las tablas de búsqueda, de modo que las búsquedas en todas las tablas de búsqueda no están limitadas a un modo de correspondencia de máscara, reduciendo de este modo de forma significativa la cantidad de circuitos TCAM utilizados para la correspondencia de máscara, lo cual reduce la cantidad de circuitos de puertas en un chip y reduce el consumo de energía del chip.
Opcionalmente, el modo de búsqueda en el mensaje de creación de tabla de búsqueda recibido por la unidad 21 de recepción incluye uno de los siguientes: un modo de búsqueda lineal, un modo de búsqueda hashhash, un modo de búsqueda de correspondencia más larga, y un modo de búsqueda de máscara.
Opcionalmente, si el modo de búsqueda de la tabla de búsqueda es el modo de búsqueda lineal y el parámetro índice incluye una palabra clave, la unidad 23 de adición está configurada específicamente para:
obtener una entrada disponible de la tabla de búsqueda utilizando como índice una palabra clave; y
escribir la acción de reenvío en la entrada disponible.
Opcionalmente, si el modo de búsqueda de la tabla de búsqueda es el modo de búsqueda hashhash y el parámetro índice incluye una palabra clave, la unidad 23 de adición está configurada específicamente para:
obtener un índice del grupo realizando una operación hashhash sobre la palabra clave, y obtener un grupo hashhash de la tabla de búsqueda de acuerdo con el índice del grupo; y
escribir la acción de reenvío y la palabra clave en una entrada disponible en el grupo hash.
Opcionalmente, si el modo de búsqueda de la tabla de búsqueda es el modo de búsqueda de correspondencia más larga y el parámetro índice incluye una palabra clave y una longitud de máscara, la unidad 23 de adición está configurada específicamente para:
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obtener un índice de correspondencia más larga realizando una primera operación sobre la palabra clave y la longitud de la máscara;
encontrar una entrada disponible de la tabla de búsqueda de acuerdo con el índice de correspondencia más larga; y
escribir la acción de reenvío, la palabra clave y la longitud de la máscara en la entrada disponible.
Opcionalmente, si el modo de búsqueda de la tabla de búsqueda es el modo de búsqueda de máscara y el parámetro índice incluye una palabra clave y una máscara, la unidad 23 de adición está configurada específicamente para:
obtener una entrada disponible de una memoria direccionable de contenido ternario en función de la palabra clave y la máscara; y
escribir la acción de reenvío, la palabra clave y la máscara en la entrada disponible.
Además, tal como se muestra en la FIG. 6, en otro modo de realización de la presente invención, el dispositivo 20 de reenvío puede incluir, además:
una unidad 24 de extracción configurada para: cuando un paquete salta a la tabla de búsqueda, extraer la palabra clave del paquete;
una unidad 25 de búsqueda, configurada para buscar, utilizando el modo de búsqueda correspondiente a la tabla de búsqueda, una entrada correspondiente a la palabra clave; y
una unidad 26 de ejecución, configurada para ejecutar la acción de reenvío en la entrada encontrada.
De este modo, cuando un paquete salta a la tabla de búsqueda, se puede buscar una acción de reenvío de acuerdo con los modos de búsqueda de las diferentes tablas de búsqueda, de modo que las búsquedas en todas las tablas de búsqueda no están limitadas a un modo de búsqueda de máscara, reduciendo de este modo de forma significativa la cantidad de circuitos TCAM utilizados para la correspondencia de máscara, lo cual reduce la cantidad de circuitos de puertas en un chip y reduce el consumo de energía del chip.
En correspondencia, tal como se muestra en la FIG. 7, un modo de realización de la presente invención proporciona, además, un controlador 30, que incluye una memoria 31, un módulo 32 de comunicación inalámbrica y un procesador 33.
La memoria 31 está configurada para almacenar un programa software y datos.
El módulo 32 de comunicación inalámbrica está configurado para enviar un mensaje a un dispositivo de reenvío y, en particular, para enviar un mensaje del procesador 33 al dispositivo de reenvío.
En general, el módulo 32 de comunicación inalámbrica incluye, pero no se limita a, Bluetooth, WiFi y similares.
El procesador 33 está configurado para ejecutar el programa software almacenado en la memoria con el fin de ejecutar específicamente lo siguiente:
enviar un mensaje de creación de tabla de búsqueda al dispositivo de reenvío, con el fin de que el dispositivo de reenvío cree una tabla de búsqueda, donde el mensaje de creación de tabla de búsqueda incluye un identificador de la tabla de búsqueda y un modo de búsqueda de la tabla de búsqueda; y
enviar un mensaje de adición de entrada al dispositivo de reenvío, con el fin de que el dispositivo de reenvío añada una entrada a la tabla de búsqueda, donde el mensaje de adición de entrada incluye una acción de reenvío para ser añadida y un parámetro índice de la acción de reenvío.
De acuerdo con el controlador 30 proporcionado en este modo de realización de la presente invención, se envía un mensaje de creación de tabla de búsqueda a un dispositivo de reenvío, donde el mensaje de creación de tabla de búsqueda incluye un identificador de una tabla de búsqueda y un modo de búsqueda de la tabla de búsqueda, y para las diferentes tablas de búsqueda se proporcionan diferentes modos de búsqueda, de modo que las búsquedas en todas las tablas de búsqueda no están limitadas a un modo de correspondencia de máscara, reduciendo de este modo de forma significativa la cantidad de circuitos TCAM utilizados para la correspondencia de máscara, lo cual reduce la cantidad de circuitos de puertas en un chip y reduce el consumo de energía del chip.
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encontrar una entrada disponible de la tabla de búsqueda de acuerdo con el índice de correspondencia más larga; y
escribir la acción de reenvío, la palabra clave y la longitud de la máscara en la entrada disponible.
Específicamente, el modo de búsqueda de la tabla de búsqueda es el modo de búsqueda de máscara, el parámetro índice incluye una palabra clave y una máscara, y el procesador 43 está configurado específicamente para:
obtener una entrada disponible de una memoria direccionable de contenido ternario en función de la palabra clave y la máscara; y
escribir la acción de reenvío, la palabra clave y la máscara en la entrada disponible.
Además, el procesador 43 está configurado, además, para:
cuando un paquete salta a la tabla de búsqueda, extraer una palabra clave del paquete;
buscar, utilizando un modo de búsqueda correspondiente a la tabla de búsqueda, una entrada correspondiente a la palabra clave; y
ejecutar una acción de reenvío en la entrada encontrada.
Correspondientemente, tal como se muestra en la FIG. 9, un modo de realización de la presente invención proporciona, además, un sistema 60 de reenvío que incluye un controlador 61 y un dispositivo 62 de reenvío, donde el dispositivo 62 de reenvío está conectado al controlador 61.
El controlador 61 está configurado para: enviar un mensaje de creación de tabla de búsqueda al dispositivo 62 de reenvío, donde el mensaje de creación incluye un identificador de la tabla de búsqueda y el modo de búsqueda de la tabla de búsqueda, y enviar un mensaje de adición de entrada al dispositivo 62 de reenvío, donde el mensaje de adición de entrada incluye una acción de reenvío para ser añadida y un parámetro índice de la acción de reenvío.
El dispositivo 62 de reenvío está configurado para: recibir el mensaje de creación de tabla de búsqueda; crear una tabla de búsqueda de acuerdo con el mensaje de creación y configurar la tabla de búsqueda creada utilizando el modo de búsqueda; y añadir una entrada correspondiente a la tabla de búsqueda de acuerdo con la acción de reenvío y el parámetro índice que se encuentran en el mensaje de adición de entrada.
De acuerdo con el sistema 60 de reenvío proporcionado en este modo de realización de la presente invención, un mensaje de creación de tabla de búsqueda incluye un identificador de una tabla de búsqueda y un modo de búsqueda de la tabla de búsqueda, y para las diferentes tablas de búsqueda se proporcionan diferentes modos de búsqueda, de modo que las búsquedas en todas las tablas de búsqueda no están limitadas a un modo de correspondencia de máscara, reduciendo de este modo de forma significativa la cantidad de circuitos TCAM utilizados para la correspondencia de máscara, lo cual reduce la cantidad de circuitos de puertas en un chip y reduce el consumo de energía del chip
Basándose en las descripciones anteriores de las formas de implementación, una persona experimentada en la técnica puede entender claramente que la presente invención se puede implementar mediante software junto con el hardware universal necesario o únicamente mediante hardware. En la mayoría de las circunstancias, la forma de implementación preferida es la primera. Basándose en dicho conocimiento, esencialmente las soluciones técnicas de la presente invención o la parte que contribuye a la técnica anterior se pueden implementar en forma de producto software. El producto software se almacena en un medio de almacenamiento legible como, por ejemplo, un disco flexible, un disco duro o un disco óptico de un ordenador, e incluye varias instrucciones para ordenarle a un dispositivo informático (el cual puede ser un ordenador personal, un servidor o un dispositivo de red) que realice los métodos descritos en los modos de realización de la presente invención.
Las descripciones anteriores son únicamente formas de implementación específicas de la presente invención, pero no pretenden limitar el alcance de protección de la presente invención. Cualquier variación o sustitución fácilmente concebida por una persona experimentada en la técnica dentro del alcance técnico divulgado en la presente invención se considerará dentro del alcance de protección de la presente invención. Por lo tanto, el alcance de protección de la presente invención se somete al alcance de protección de las reivindicaciones.
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