The invention relates to an OpenFlow multidimensional data matching and searching method based on FPGA. The matching domain keywords are used as row addresses and the rule index is a two-dimensional array structure of column addresses. The efficient matching domain classification search method and system are realized by parallel and pipeline processing. It can achieve high-speed search, support dynamic and efficient data updating, support the expansion of multi-domain long fields and support mask. Matching lookup can satisfy the need of extending the matching domain in the future. Based on the hardware implementation of the FPGA, the function of rule updating is uninstalled while satisfying efficient rule searching, which makes up for the low efficiency of software processing and the insufficiency of TCAM device updating.
【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的OpenFlow多维数据匹配查找方法
本专利技术涉及互联网数据报文分类查找,具体涉及报文的多数据域表项的分类查找方法。
技术介绍
随着网络链路处理速率的不断增长以及分类规则的不断复杂多样,报文的分类查找速率成为制约网络数据处理速率的瓶颈,此时软件实现已经无法满足高性能数据处理的需求,只能寻求硬件的解决方案,而三态内容寻址存储器(TernaryContentAddressableMemory-TCAM),虽然查找处理速率可以满足需求,但其具有存储面积大、价格高、功耗大及不支持高效的数据更新的缺点。然而FPGA支持结构可重构和数据并行处理的优点兼顾了软件的灵活性及硬件的高效性,基于FPGA实现报文分类查找算法成为了开发者研究的焦点。另外,近几年随着软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork,SDN)的兴起,使得SDN的处理架构已经逐渐成为了企业级网络的新型处理架构。SDN的核心技术OpenFlow是通过将网络设备划分为基于软件的控制平面与基于硬件的数据平面,从而实现了网络流量的灵活控制。在OpenFlow中查找流表为其核心的功能之一,流表由很多个流表项组成,每个流表项为一条转发规则。进入网络设备的数据流通过查询流表来获得转发的控制信息。OpenFlow规范(V1.0、V1.1、V1.2、V1.3)规定流表项由匹配域、计数器和操作组成;其中匹配域为多元组(V1.0为12元组,V1.3扩展到了39元组),是流表项的标识;计数器用来计数流表项的统计数据;操作域用于标明与该流表项匹配的数据包应该执行的操作。OpenFlow处理过程中,通过 ...
【技术保护点】
1.基于FPGA的OpenFlow多维数据匹配查找方法,将流表的匹配域进行切分,切分为多个字段,每个字段作为不同二维数组的地址,其中将匹配域关键字作为行地址,列地址为查找的匹配域的Action索引,其特征在于,插入时,针对匹配域及Action索引值将指定的二维数组域赋值为1,删除时根据Action索引值将表项状态寄存器TSR赋值为0;查找时,根据各匹配域查找的结果匹配索引值最高且二维数据域标识为1的结果进行输出,其中:软件下发规则具体为:软件使用与硬件协商好的规则优先配置地址,将匹配域、掩码以及规则索引下发给硬件,0号索引优先级最高;硬件根据匹配域的切分规则将匹配域及掩码域切分为多个不同的字段,硬件根据匹配域及掩码计算二组数组的更新地址,将不同的字段计算的更新地址作为不同二组数组域的行地址,索引值作为列地址并行对多个不同二组数组存储域进行更新插入;删除时,软件只需按与硬件协商的格式下发需删除规则的索引值即可,硬件根据索引值更新表项的状态寄存器将其对应位置置为0;查找时,硬件将提取的匹配域关键字进行切分,将切分的多个不同关键字字段作为行地址并行查找各自对应的二维数组,获得对应行的所有列数 ...
【技术特征摘要】
1.基于FPGA的OpenFlow多维数据匹配查找方法,将流表的匹配域进行切分,切分为多个字段,每个字段作为不同二维数组的地址,其中将匹配域关键字作为行地址,列地址为查找的匹配域的Action索引,其特征在于,插入时,针对匹配域及Action索引值将指定的二维数组域赋值为1,删除时根据Action索引值将表项状态寄存器TSR赋值为0;查找时,根据各匹配域查找的结果匹配索引值最高且二维数据域标识为1的结果进行输出,其中:软件下发规则具体为:软件使用与硬件协商好的规则优先配置地址,将匹配域、掩码以及规则索引下发给硬件,0号索引优先级最高;硬件根据匹配域的切分规则将匹配域及掩码域切分为多个不同的字段...
【专利技术属性】
技术研发人员:张彦龙,徐东来,肖智鹏,
申请(专利权)人:湖南新实网络科技有限公司,
类型:发明
国别省市:湖南,43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。