[发明专利]一种多前缀掩码五元组的匹配方法

说明书

本发明公开了一种多前缀掩码五元组的匹配方法，通过对规则进行特定的格式转换，使得每条规则转换为一条正则表达式，将正则表达式集合进行编译得到特定数据表，将该数据表导入特定的正则匹配引擎进行匹配即可得到任意多个匹配结果。实现在通用处理器平台上，进行大量的前缀掩码规则匹配，可一次得到足够多的匹配成功的结果，且取得较高性能，可应用于商业应用场景。

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种多前缀掩码五元组的匹配方法。。

背景技术

多前缀掩码五元组的匹配指对一个待匹配五元组在一个规则集合中进行匹配，得到一个或多个匹配成功的结果。该规则集合可能包含数万、数十万甚至更多个规则。在一些应用场景中，需要对报文的五元组进行规则集合匹配，根据匹配结果进行相应处理。通常多前缀掩码五元组的匹配存在以下三种实现方法：

方法1、使用TCAM(ternary content addressable memory)芯片来存储规则集并对输入流量进行查找匹配。

方法2、使用通用处理器对规则集中每条规则进行逐条前缀掩码匹配，找到所有结果。

方法3、使用通用处理器对规则集中每个规则的各个元组进行拆分，每个元组进行前缀掩码匹配，匹配到每个中间结果可能对应到多条规则。最终得到5个元组匹配结果集合，整合该5个集合，即可得到最终的匹配成功的所有规则。

但是，上述方法存在如下缺陷：

方法1中，该方法必须依赖于支持TCAM的FPGA或专用ASIC芯片才能使用。匹配速度最快。但硬件需要定制、软件的灵活性存在限制，且通常条目数有限，如果需要得到任意多个匹配的结果，需要任意多个TCAM block才能实现。

方法2中，存在处理性能低等问题。该方法逐条匹配，在大多数情况下，需要的时间与规则数量成倍数增加。

方法3中，对每个元组进行单独整合处理后，降低了前缀掩码匹配的次数，但通常每个元组得到的结果集合数量很大，对结果进行整合存在很大的运算量。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种多前缀掩码五元组的匹配方法，旨在实现在通用处理器平台上，进行大量的前缀掩码规则匹配，可一次得到足够多的匹配成功的结果，且取得较高性能，可应用于商业应用场景。

为实现上述目的，本发明提出的一种多前缀掩码五元组的匹配方法，包括如下步骤：

S1：对前缀掩码五元组规则集合内的其中一组前缀掩码五元组规则进行进制转换和逻辑处理，并得到对应的五个子正则表达式；

S2：将步骤S1中得到的五个子正则表达式分别按照一定的顺序进行拼接，并进行整理优化，得到一个规则的正则表达式；

S3：重复步骤S1和S2，求出前缀掩码五元组规则集合内，各组前缀掩码五元组规则分别对应的正则表达式，共同构成前缀掩码五元组规则集合对应的新的正则表达式集合；

S4：对上述正则表达式集合在特定的正则引擎内进行编译，得到特定数据表；

S5：将上述的特定数据表导入步骤S4中的正则引擎内；

S6：将待匹配五元组的五元分别按照步骤S1中的进制转换规则进行转换，得到五个子字符串，并将所述五个子字符串按照步骤S2中的顺序进行拼接；

S7：将步骤S6中拼接后的字符串放入步骤5中的正则引擎中进行正则匹配，得到0个或多个匹配结果，完成该五元组的匹配；

S8：重复步骤S6和S7，对多组待匹配五元组进行匹配。

优选地，五元组包括源IP、目的IP、源端口、目的端口和协议号。