[发明专利]一种OpenFlow大规模流表弹性节能与高效查找系统及方法

权利要求书

1.一种OpenFlow大规模流表弹性节能与高效查找系统，其特征在于，包括：

活跃精确流层，用于缓存网络中的活跃精确流表项，实现高速低功率的流表缓存查找；所述活跃精确流层采用十字链表方式串连着缓存结点，形成类似于稀疏网格的流表缓存结构；所述稀疏网格的流表缓存结构中每个结点均由用于表项匹配的匹配域和用于记录该结点上一次成功匹配时间的时间戳组成，且每条活跃精确流链的头结点中均设有活跃结点计数器；

汇聚流层，用于存储通配流表项，并通过聚合算法进行合并，以缓解TCAM存储容量不足问题，提高TCAM缓存命中率；所述汇聚流层包括TCAM和DRAM；

个体流层，用于存储暂不满足聚合条件的精确流表项，以提升OpenFlow交换机的分组转发能力；所述个体流层包括SRAM和DRAM；

所述汇聚流层中TCAM存储流表项中的标识字段匹配域以及掩码，DRAM存储流表项剩余的内容字段动作集树以及时间戳；且TCAM储存具有汇聚能力的通配流表项，暂不满足汇聚条件的精确流表项则存储在SRAM中，通过实时使用流汇聚或者流拆分算法，对TCAM流表项进行适当的合并或者拆分；

所述个体流层中SRAM中存储有组织成哈希链表的精确流表项标识字段，DRAM存储有精确流表项的剩余内容字段；

所述动作集树用于保证数据分组进行正确转发处理，并使动作集不同的两条通配流表项能够合并。

2.一种基于权利要求1所述系统的OpenFlow大规模流表弹性节能与高效查找方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述活跃精确流层首先通过哈希运算定位匹配流表项所处的哈希查找链，当此哈希查找链中存在匹配此数据分组的结点，则获取该结点所处活跃精确流链对应的TCAM索引值，定位到相应的DRAM流表项，从而绕过TCAM流表查找过程，直接执行DRAM流表项中的动作集；

所述汇聚流层在SDN下发新的通配规则时，若TCAM存储空间已满，则优先使用汇聚算法聚合TCAM中的流表项，并更新动作集树以保证正确的数组分组转发；若TCAM流表项无法聚合，则使用拆分算法分解稀疏网格中结点个数最少的活跃精确流链，拆分对应的TCAM流表项；

所述个体流层从个体流聚合条件出发，将为1比特位数量相同的流表项放入同一条个体流聚合链，使得相邻聚合链上的流表项汉明距离始终为1；当TCAM容量充足时，将SRAM中的精确流快速聚合成通配流存入TCAM；当TCAM容量不足时，其拆分后的精确流表项或SDN新下发的精确规则将存入SRAM中。