[发明专利]最长前缀匹配

说明书

一个实施例以一种或多种不同的方式执行最长前缀匹配操作，这提供了分组处理和/或分组处理中的存储器效率。在一个实施例中，分组交换设备经由掩码长度数据结构中的查找操作来确定多位字典树或其他数据结构中的与分组的特定地址匹配的特定符合条目的一组一个或多个掩码长度。符合条目指的是具有小于或等于最大数量的不同前缀长度的条目，其中该最大数量对应于可以由实现硬件针对最长匹配前缀在地址空间中并行搜索的前缀长度的最大数量。分组交换设备然后在确定特定地址的整体最长匹配前缀时并行执行对应的一个或多个散列表查找操作。

技术领域

本公开通常涉及通过分组网络发送分组，诸如但不限于根据最长前缀匹配操作来处理分组。

背景技术

通信行业正在迅速变化，以适应新兴技术和不断增长的客户需求。对新应用和现有应用的提高性能的该客户需求正在驱动通信网络和系统提供商采用具有更大速度和容量(例如，更大带宽)的网络和系统。在试图实现这些目标时，许多通信提供商所采取的通用方法是使用分组交换技术。通常基于最长前缀匹配操作的结果在网络中转发分组，该最长前缀匹配操作基于地址和可能从分组中提取的其他值。

发明内容

在独立权利要求中陈述了本发明的各方面，并且在从属权利要求中陈述了优选的特征。一方面的特征可以单独地应用于每个方面或与其他方面结合地应用于每个方面。

尤其公开了与最长前缀匹配相关联的方法、装置、计算机存储介质、机制和装置，该最长前缀匹配在对分组的处理中提供分组处理和/或存储器效率。在一个实施例中，分组交换设备经由掩码长度数据结构中的查找操作来确定与分组的特定地址匹配的特定符合条目的特定多个掩码长度；然后在确定该特定地址的整体最长匹配前缀时执行对应的散列表查找操作。符合条目指的是具有小于或等于最大数量的不同前缀长度的条目，其中该最大数量对应于可以由实现硬件针对最长匹配前缀在地址空间中并行(例如，在时间上重叠)搜索的前缀长度的最大数量。

在一个实施例中，掩码长度数据结构包括多个存储的符合条目，其中这多个存储的符合条目中的每一个与对应的一个或多个用于搜索地址搜索空间的掩码长度相关联，其中该地址搜索空间引用可以与查找值匹配的已安装前缀。这多个存储的符合条目包括特定符合条目，并且特定多个掩码长度中的每个掩码长度对应于地址搜索空间中的可搜索散列表。

分组交换设备还基于识别出的前缀长度来确定特定地址在地址搜索空间中的整体最长匹配前缀。在一个实施例中，这还包括：对于特定多个掩码长度中的特定掩码长度，基于散列键在所述对应的可搜索散列表中执行散列表查找操作以识别特定匹配散列表条目，该特定匹配散列表条目存储该散列键并另外存储比特定掩码长度更长的对应一个或多个可能匹配前缀的一个或多个指示，其中该散列键包括被掩码到所述特定掩码长度的特定地址；以及响应于所述指示，将特定地址与所述可能的匹配前缀之一进行匹配，以识别整体最长匹配前缀，整体最长匹配前缀是在特定匹配散列表条目中表示的最长匹配前缀。

在一个实施例中，分组交换设备基于与整体最长匹配前缀相关联的处理信息来处理特定分组。

在一个实施例中，多个存储的符合条目中的每个符合条目的所述对应的一个或多个掩码长度包含不多于预定数量个掩码长度的掩码长度；其中，掩码长度的预定数量小于或等于可以在时间上重叠搜索的多个不同散列表和/或存储器的数量。

在一个实施例中，掩码长度数据结构包括数据平面多位字典树(trie)数据结构，其包括多个存储的符合条目；并且其中，掩码长度数据结构中的查找操作包括遍历数据平面多位字典树数据结构以寻找特定符合条目。在一个实施例中，数据平面多位字典树数据结构使用不同的步幅长度，其中来自符合节点的特定步幅长度选自多个可能的步幅长度以包含多个前缀。一个实施例包括在控制平面路由信息库(RIB)中存储表示地址搜索空间中的所有前缀的多位字典树数据结构；其中数据平面多位字典树数据结构是转发信息库(FIB)中的字典树数据结构，其中数据平面多位字典树数据结构表示地址搜索空间的子集。