[发明专利]分组解析处理器及在处理器中解析分组的方法

说明书

本发明提供了分组处理设备(100)和方法。解析处理器(120)提供利用执行解析指令的解析引擎的指令驱动的10‑Gbps或更高速的网络分组内容检查。流状态单元维护分组流的有状态性，以允许对几个相关网络分组执行内容检查。状态图单元跟踪状态图节点以找出关键字指示和/或解析指令。解析指令可从仿真用户友好的解析逻辑的高级应用导出。解析处理器(120)发送解析后的分组到网络处理器单元(130)以供额外处理。

技术领域

本发明总地涉及计算机处理器，更具体而言，涉及包括解析引擎的分组解析处理器，所述解析引擎利用提供可编程解析操作的指令集来对网络分组执行内容检查。

背景技术

目前，网络带宽的缺乏限制了网络性能。但是，不断出现的高带宽网络技术目前的操作速率暴露出传统计算机处理器的局限性。即使使用现有技术通用处理器的高端网络设备也不能满足数据速率为2.4-Gbps、10-Gbps、40-Gbps和更高速率的网络的要求。

网络处理器是近来为解决网络处理的计算需求而进行的尝试，虽然受限于专门的用途，但是其灵活度也足以跟上时常变化的网络协议和体系结构。与执行多种任务的通用处理器相比，网络处理器主要使用较小量的软件代码来执行分组处理任务。专门分组处理的示例包括分组路由选择、交换、转发和桥接。一些网络处理器甚至具有处理单元阵列，它具有同时处理更多分组的多线程能力。但是，由于网络处理器已经具有了额外的功能，曾经负责几项任务的专门设备已经发展为负责大量网络处理任务的通用处理设备。

因此，网络处理器不能以高数据速率执行应用级别的内容检查。应用级别的内容检查(或深度内容检查)涉及数据分组净荷中字节流的正则表达式匹配。网络处理器中的指令集被设计用于通用网络任务，而不专用于分组解析。因此，用于解析任务的通用代码是低效的。此外，内容检测是在网络处理器带宽和其他资源中占支配地位的计算密集型任务。为了在网络处理器上提供额外的分组解析功能，需要从其他网络处理任务抽取甚至更多的资源。因此，当前的网络处理器不适于高速深度内容检查。

此外，专用于解析分组的当前处理器缺少适应新签名和协议的灵活性。相反，这些处理器被硬连线以处理在制造时已知的现有技术的签名和协议。用于分组处理的软件可适应变化，但是不能以足够高的数据速率执行操作。

因此，需要一种鲁棒的分组处理器，其提供用于执行伴随当前和未来的联网要求而来的内容检查的灵活性和性能速率。此外，该解决方案应当提供可编程能力，以便增强传统的正则表达式匹配操作。

发明内容

本发明通过提供专用解析处理器和解析分组以满足上述需要的方法来满足这些需要。在一个实施例中，解析处理器提供利用解析指令的指令驱动的网络分组内容检查。解析处理器可维护分组流的有状态性，以在作为单个字节流的几个相关网络分组上执行内容检查。解析处理器跟踪状态图节点来确定取哪些解析指令以供执行。解析处理器可交换分组或其他控制信息到网络处理器以供额外处理。在一个实施例中，解析处理器以10-Gbps的网速执行例如入侵检测和服务质量等任务。

在另一实施例中，解析指令以程序指示解析引擎，以便控制诸如正则表达式匹配任务等任务。解析指令的另一实施例是从使用基于图的识别的高级应用识别软件程序导出的。因此，解析指令包括编译为机器代码的高级软件指令。

在另一实施例中，解析处理器包括具有耦合到解析引擎的第一输入/输出的输入/输出的流状态单元。流状态单元存储包括分组流的解析器状态的解析上下文。当来自有状态流的分组被解析引擎接收时，流状态单元发送解析上下文。寄存器组包括用于存储解析上下文以及解析计算期间使用的其他数据的中间结果暂存器(scratpad)。