[发明专利]一种针对CPU cache优化的TCP流表查找算法

权利要求书

1.一种针对CPU cache优化的TCP流表查找算法，其特征在于：以一条cache line为整体来保存流表的信息，CPU以cache line为单位使用cache；压缩用来查找TCB的数据大小，在一条cache line中保存TCP流的信息；利用四元组和一个函数计算出一个特征值，这个特征值可以只有2个字节或1个字节，在一个bucket中，只保存这个特征值；所述的四元组为源IP地址，源端口号，目的IP地址和目的端口号。

2.根据权利要求1所述的针对CPU cache优化的TCP流表查找算法，其特征在于，所述的查找TCB的数据大小，首先计算出这个特征值，用来和bucket中的特征值比对，如果相同，再取出真正的TCB用四元组比对。

3.根据权利要求1所述的针对CPU cache优化的TCP流表查找算法，其特征在于，为了避免在bucket中保存每个TCP连接所对应的TCB的地址，将一个bucket所对应的所有TCB统一分配，bucket中只保存一个指向这个TCB组的指针；Bucket中的特征值的位置与TCB在TCB组中的位置一一对应。

4.根据权利要求1所述的针对CPU cache优化的TCP流表查找算法，其特征在于，所述的方法步骤如下：

A、报文处理模块接收当前处理报文后，提取出报文首部信息，即四元组。然后以此四元组通过一个hash函数计算出一个hash值；

B、报文处理模块根据hash值找到hash表相应位置，取出相应表项，即bucket，所述的bucket长度为cache line size的整数倍；

C、处理模块再根据四元组计算出该TCP连接的特征值，然后根据这个特征值和bucket中保存的特征值进行比对，如果发现和bucket中某个特征值一致，则根据bucket中保存的TCB组的指针和此特征值位置的序号去系统内存中取出对应TCB，转至步骤D；

D、取出TCB中保存的四元组，和报文首部的四元组对比，如果一致，即为找到对应TCB；如果不一致，转至步骤C，对比下一特征值；

F、如果在一个bucket中没有找到任何匹配的项，说明此TCP连接是一个新的TCP连接，生成对应TCB数据，加入对应的bucket和TCB组中。

5.根据权利要求4所述的针对CPU cache优化的TCP流表查找算法，其特征在于，当一个bucket已经存满了TCP连接的信息，又有新的TCP连接想添加到这个bucket中时，再分配一个bucket，串接到原先的bucket。

6.根据权利要求4所述的针对CPU cache优化的TCP流表查找算法，其特征在于，当一个bucket已经存满了TCP连接的信息，又有新的TCP连接想添加到这个bucket中时，把此TCP连接的信息用传统的流表形式保存。

7.根据权利要求4所述的针对CPU cache优化的TCP流表查找算法，其特征在于，为了让同一个TCP流的两个方向上的数据包都能对应唯一一个bucket中的唯一特征值，hash函数和特征值计算函数在选择上必须满足以下特性：

f(IP地址1，端口号1，IP地址2，端口号2)＝f(IP地址2，端口号2，IP地址1，端口号1)。