[发明专利]路由查找和流分类用的高速低功耗的匹配方法及其系统

摘要

路由查找和流分类用的高速低功耗的匹配方法及其系统，属于计算机网络技术领域，其特征在于：它利用硬件的并行性，一次完成所有表项的某个域的比较，但每次只对一个域进行比较；某一个表项的某一个域是否进行比较由该表项上一个域的比较结果决定，如果上一个域已经比较失败，则当前域不再进行比较。它适合硬件实现，而且速度快，功耗低。它与传统的TCAM相比，硬件结构只需要消耗十分之一左右的功耗；对大的路由表或者流分类库，可以降到5％左右。

主权项

1、路由查找和流分类用的高速低功耗的匹配方法，其特征在于，在时钟电路控制下，它依次含有以下步骤：(1)第一个时钟周期：把一个输入关键字A1并行送入关键字寄存器1；所述的输入关键字A1是包含N个数据域的一条数据，而每个数据域内含1～R个三态比特，它保存有“1”、“0”、“*即不考虑”三种不同的状态，以下简称比特，数据域的比特数由域的长度而定，域的长度是自行指定的；所述的关键字寄存器的个数N也就是输入关键字A1内的数据域的个数N；(2)第二个时钟周期：上述输入关键字A1由关键字寄存器1并行进入关键字寄存器2，同时所述的关键字A1的第一个域被提取并行进入域寄存器1，把第二个输入关键字A2并行输入到关键字寄存器1；所述的保存输入关键字A1内各个数据域的域寄存器也有N个；各域寄存器的长度与关键字内对应的域的长度相等：第一个域寄存器的长度与关键字内第一个域的长度相等，第二个域寄存器的长度与关键字内第二个域的长度相等，其他域寄存器依次类推；(3)第三个时钟周期：所述输入关键字A1由关键字寄存器2并行进入关键字寄存器3，同时A1的第二个域被提取出并行进入域寄存器2，所述的输入关键字A2由关键字寄存器1并行送入关键字寄存器2，第3个关键字A3并行进入关键字寄存器1；也是在同时，保存在域寄存器1中的数据与数据库中的所有表项的第一个数据域中的数据进行比较；所述的数据库是路由表或者流分类库中的任何一种，它由若干个并列而成的数据项和一个优先级解码器串接而成：所述的数据项即表项，每一个数据项由N个1～R个三态比特存储器构成的N个数据域、分别与N个数据域中每一个数据域的输出端相连的N个比较器以及N个相邻比较器之间的输出指示信号连接线组成，上述数据域的个数N也就是所述输入关键字中的数据域的个数N，也即输入关键字的长度与表项的长度相等；所述的比较器每个有三个输入信号和一个输出信号，三个输入信号分别是输入指示信号和二个输入数据，其中，各表项中第一个比较器的输入指示信号是与关键字同时从外部发来的同一个流分类请求信号，以后各比较器的输入指示信号都是前一个比较器的输出指示信号；二个输入数据分别来自编号相同的域寄存器和同一表项中编号相同的数据域的输出端；在比较时，若输入指示信号无效，则输出指示信号无效；若输入指示信号有效，则比较器对两个分别由域寄存器和同一表项中数据域来的数据进行比较，若相等，则输出指示信号有效，若不相等，则输出指示信号无效；(4)第4个时钟周期：输入关键字A1由关键字寄存器3并行进入关键字寄存器4，同时A1的第3个域被提取出并行进入域寄存器3，接着输入关键字A2由关键字寄存器2并行进入关键字寄存器3，接着输入关键字A3由关键字寄存器1并行进入关键字寄存器2，又接着新的输入关键字A4并行进入关键字寄存器1；也是在同时，保存在域寄存器2中的数据与数据库中所有表项的第二个数据域中的数据进行比较；也是在同时，保存在域寄存器1中的数据与数据库中的所有表项的第一个数据域中的数据比较，比较时均按(3)所述方法进行；(5)依次类推，直至各输入关键字Am各自的N个数据域与数据库中N个数据域比较完成，如果数据库中没有数据项与输入关键字Am匹配，则优先级解码器输出不匹配信号；如果数据库中有一个数据项与输入关键字Am匹配，则优先级解码器输出匹配信号；如果数据库中有多个数据项与输入关键字Am匹配，则优先级解码器按设定程序从匹配的数据项中选择一个并输出匹配信号；按(1)～(5)所述的流水线方法，每个时钟周期可输入一个待查找关键字，优先级解码器每个时钟周期输出一个待查找关键字的是否匹配的信号。