[发明专利]一种三态内容寻址存储器TCAM转发单播查表方法

说明书

本发明涉及一种三态内容寻址存储器TCAM转发单播查表方法，涉及高速路由查找技术领域。本发明基于TCAM和SRAM设计实现了转发处理引擎，同时支持IPv4和IPv6报文的转发，引入流水线机制，采用高速硬件路由查表的方式实现高速查找、线速转发，缩短了路由查表时间，提高了转发引擎的转发处理效率。

技术领域

本发明涉及高速路由查找技术领域，具体涉及一种三态内容寻址存储器TCAM转发单播查表方法。

背景技术

TCAM(ternary content addressable memory)是一种三态内容寻址存储器，主要用于快速查找ACL、路由等表项。TCAM中每个bit位有三种状态，除掉“0”和“1”外，还有一个“don’t care”状态，所以称为“三态”，它是通过掩码来实现的，正是TCAM的这个第三种状态特征使其既能进行精确匹配查找，又能进行模糊匹配查找。从而能够适应路由表中的最长匹配以及ACL中的MASK操作，从而成为高速路由器路由表和ACL表硬件实现的不二选择。TCAM具有查找速度快、操作简单的优点。

高性能路由器作为网络互联的主要设备，它的体系结构、转发速度和交换网络的容量是三大主要瓶颈。为了提高路由器的性能，需要进行线速查找转发处理技术的研究，即基于TCAM的转发表管理。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何实现一种高速查找、线速转发的路由查表方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三态内容寻址存储器TCAM转发单播查表方法，包括以下步骤：

(1)逻辑仲裁

根据报头处理的查表请求和处理机接口单播输入FIFO的状态确定当前应执行的工作是搜索查表还是表项更新，当报头处理有查表请求时，进入步骤(3)的搜索查表流程，然后再进入步骤(4)的数据选择流程；当前查表结束且报头处理没有新的查表请求时，判断处理机接口单播输入FIFO是否己有一条表项，有则先进入步骤(2)的表项更新流程，然后再进入步骤(4)的数据选择流程；

(2)表项更新

完成单播表项更新的过程，使得TCAM表项与SRAM表项一致；

(3)搜索查表

完成单播搜索查表。

优选地，步骤(2)中，首先根据单播表项更新指令判断是读表项还是写或删除表项，然后根据报头格式判断是IPv4表项还是IPv6表项，若是IPv4表项，则按照第一种情况设计的表项结构进行表项更新，否则按照第二种情况设计的表项结构进行表项更新；若为读表项，还将读出的数据按照设计的格式写到单播输出FIFO中；

优选地，第一种情况为：对于IPv4表项，配置方法为一个IPv4地址配置一个TCAM表项，如表1所示：

表1 IPv4配置TCAM表项

71：32	31：0
40位填充	32位IPv4地址