[发明专利]网络交换机设备中的准确匹配哈希查找数据库的方法及装置

说明书

本发明的各实施例涉及网络交换机设备中的准确匹配哈希查找数据库。在一种用于在网络设备中转发包的方法中，基于查找关键字生成多个哈希值。多个哈希值至少包括使用第一哈希函数生成的第一哈希值、使用第二哈希函数生成的第二哈希值和使用第三哈希函数生成的第三哈希值。第三哈希函数不同于第一哈希函数和第二哈希函数。使用第一哈希值和第二哈希值搜索查找表以确定用于查找关键字的偏移。然后，使用第三哈希值和为查找关键字确定的偏移搜索转发表以选择与查找关键字对应的转发条目。基于选择的转发条目向网络设备的一个或者多个端口转发包。

相关申请的交叉引用

本申请要求对通过完全引用将其公开内容明确地结合于此、于 2013年4月4日提交、名称为″Exact Match Hash Algorithm For Very Large Table in Switches″的第61/808，323号美国临时申请的优先权。

技术领域

本公开内容总体上涉及网络设备，并且更具体地涉及网络设备中的哈希查找表。

背景技术

这里提供的背景描述是出于总体上呈现公开内容的背景的目的。当前具名的发明人的工作在背景技术这一节中描述的程度上以及该描述的可能在提交时未以其他方式符合现有技术的方面既未被明示地也未被暗示地承认为针对本公开内容的现有技术。

网络设备(比如网络交换机、路由器、边缘设备等)经常运用如下查找表，这些查找表存储与由网络设备处理的包关联的各种信息，并且网络设备在查找表中执行查找以用于在网络设备处理包期间做出各种处理判决。例如，可以执行查找操作以用于包分类、转发判决、服务质量分类、策略控制列表应用和一般由网络设备执行的其他处理操作。一般而言，根据与包关联的或者为包生成的关键字执行对于包的查找。关键字例如被用来搜索表，并且从由表中的由关键字标识的条目取回与包相关的信息(例如，用于包的转发信息)。

使用内容可寻址存储器(CAM)来实施一些查找表。基于CAM 的表一般允许通常在单个比较循环中比较向表提供的关键字与表的所有条目，并且返回指示哪些条目与关键字匹配的结果。然而，尤其在运用大规模查找表时，基于CAM的表一般在面积和功率消耗方面成本高。

查找表的备选实现方式利用基于哈希的方案，在该方案中，将哈希函数应用于关键字以确定哈希表中的其中存储关键字和与关键字关联的信息(例如，转发信息)的位置。尽管哈希表与CAM实现方式相比一般更小并且更高效，但是哈希表在哈希函数为向哈希函数提供的两个或者更多不同关键字生成相同哈希值时表现固有冲突，并且作为结果，无法向哈希表中插入向哈希表提供的一些关键字。因此，即使关键字可以与条目匹配，对于向哈希表提供的一些关键字的查找操作仍然不会产生匹配。因此，难以在运用哈希表时实现准确匹配查找性能。

发明内容

在一个实施例中，一种用于在网络设备中转发包的方法包括在哈希值生成器并且基于与包对应的查找关键字生成多个哈希值，至少包括使用第一哈希函数生成第一哈希值、使用第二哈希函数生成第二哈希值和使用第三哈希函数生成第三哈希值，第三哈希函数不同于第一哈希函数和第二哈希函数。该方法也包括使用第一哈希值和第二哈希值搜索查找表以确定用于查找关键字的偏移，以及使用第三哈希值和为查找关键字确定的偏移搜索转发表以选择与查找关键字对应的转发条目。该方法还包括基于选择的转发条目向网络设备的一个或者多个端口转发包。