[发明专利]利用布尔逻辑和可编程结构进行地址分析的方法和装置

说明书

本发明总体涉及可编程逻辑器件结构，特别涉及允许使用“不介意”和优先权函数的结构。逻辑器件结构通常被用在诸如通信网络地址分析系统的分析系统中，而且逻辑器件结构也被用做微处理器结构的一部分。

在网络交换机中的数据流、任务和事件

为了提供一个背景和理解本发明涉及(但不限于)的系统，对数字通信网络交换机/路由器进行描述。网络交换机/路由器的功能就是从网络节点接收数据包、分析每个数据包及把数据包发送到合适的节点上。这些功能是由网络程序和协议来定义的。

图1描述了方便地利用本发明的一个典型的网络交换机的一般功能配置。图1中的的系统包括：

●一组输入设备101A-101I，它把网络部件连接到不同的物理介质中，该物理介质被用来从其它网络部件或终端传输数据。

●一组被指明为转发引擎(FE)的部件102A-102I，在其中，该引擎分析输入包的目的网络地址，并通过网络部件为其建立最好的路由。FE是一组部件，它可以方便地使用本发明。

●交换机103，它根据上述转发引擎102A-102I的地址分析结果，把数据包从给定的输入端传送到由输入转发引擎决定的输出端，通过交换机来选择路由。

●一组输出设备104A-104I，它把网络部件连接到物理介质，通过物理媒介，数据被传送到其它路由器、交换机或终端。

●一控制、管理和维护部件(CAMU)105，它管理和控制路由器。注意，为简明起见，在图1中只列出了第一个和最后一个输入组件101A-101I、预处理部件102A-102I和输出部件104A-104I。

还应注意，输入输出信道的数目不是固定不变的，而是随着路由器设备而变化的。

在某些系统中也用地址来保存传送记录，例如：谁给谁传送数据、需要多长时间、所传送的数据总量是多少等等。在网络中利用这些记录完成诸如网络维护、网络统计、网络优化、记帐等工作。为了处理通信量、构建所需的记录，必须通过交换机中的转发引擎部件分析出唯一地址。分析的结果可以是数据通过交换机时必须使用的路径，构建数据传送记录所需的信息，或诸如此类。在下面这些结果都将被指明地址分析的结果或动作号。作为通信网络的一个例子，基于互联网协议第4版(用IPv4表示)的因特网，通过交换机用来决定路由的唯一的网络地址是以二进制形式给出的，其长度为32位。网络地址被分为两个子字段：1)子网号或前缀，2)主机号。路由在子网之间数据的路由器，使用前缀号在网络中路由数据。

前缀的长度会随着子网的不同而改变，由于会出现这样的情况：两个不同长度的前缀，但前n位中具有相同的二进制模式，这必须按两个不同的方向去路由，这里使用最长前缀匹配方法。该例子在因特网标准：争求意见1519、无类别域间路由(CIDR)：地址分配和聚合策略中得到解释。最长前缀匹配查找最长前缀(一个最具体的路由信息)，要被路由匹配的包地址，及按该前缀路由此包。这个问题将在本使用的后面做进一步的阐述。本发明将改进地址分析的速度。

在每个网络节点(路由器)中，存储着关于如何按照每个数据包的目的地址路由输入通信量的信息。信息通常存储在表里，表里记录着目的地址(网络地址)和动作码的位模式间的关系。(我们把这种表称做路由表，但在文献中能发现其它的表达法，如：“网络地址表”，或简单的称为“表”。作为一个例子，考虑下面所示的路由表：

表1路由表的一个例子

在这张路由表里a0或a1表示在该指定位置上的位分别必须是0或1，X符号表示在该指定位置上的位是无关紧要的(这个符号代表“不介意”)。

路由表里的动作号代表通过交换机或路由器的路径是按照网络拓扑结构构建的。网络拓扑结构是动态的，这意味着虽然大多数网络是由人工设计的，因而路由表可由网络管理员建立，但大多数网络经历着不稳定性，这使得某些网络路径或网络中的某些部分有时达不到。在这样的网络中，人工构建的路由表必须在操作期间被更新(由网络自动更新)，以使路由表总是代表当前的网络拓扑关系。