[发明专利]一种基于NetFPGA可编程虚拟路由器的数据包加速转发方法及装置

摘要

本发明公开一种基于NetFPGA可编程虚拟路由器的数据包加速转发方法和装置。通过在数据转发平面设计一个局部加速转发模块，使之与原有的常规转发模块形成一个双引擎架构，两条查找线路通过一个优先权选择模块进行线路切换，形成一个互补查找结构。加速路由表中的条目具有生存期，利用定时刷新机制可以对表中的数据定时更新。通过设计加速转发模块，使可编程虚拟路由器在对数据包的处理过程中能够缩短数据包的查找过程、减少路由表的查找次数、减轻路由查找负担，起到加速数据包转发的目的。

主权项

一种基于NetFPGA可编程虚拟路由器的数据包加速转发装置，其特征在于：所述装置在数据转发层面包括常规转发模块和加速转发模块，构成一种并行架构，实现双引擎查找，常规转发模块对应于常规查找线路，加速转发模块对应于加速查找线路，所述装置包含：数据包头部解析模块、索引查找模块、优先权判定模块、IP查找模块、ARP查找模块、加速查找模块、输出选择模块、数据包缓冲队列模块和数据包重新封装模块；其中加速查找模块和输出选择模块构成加速查找路线；IP查找模块、ARP查找模块和输出选择模块构成常规查找路线；所述数据包头部解析模块，用于提取数据包包头的相关信息，通过该模块为数据包的后续查找提供相应信息；所述索引查找模块，用于关键字的查找，为查找关键字匹配一个地址信息，该地址信息为路由表中路由条目的存储地址；索引查找模块由两个TCAM构成，TCAM_A用于加速路由表索引查找，TCAM_B用于常规路由表索引查找，两个TCAM并行运行；所述优先权判定模块，用于选择优先权最高的查找线路进行路由查找，对于TCAM_A启动加速查找线路，对于TCAM_B启动常规查找线路，默认TCAM_A返回值优先权高于TCAM_B返回值优先权；所述加速查找模块，存储数据转发所需的路由信息；该模块根据接收到的地址信息返回加速路由表中对应地址的路由信息，并对路由条目生存期进行修改；所述输出选择模块，用于选择合适的查找线路上的输出数据为查找结果的输出，并与加速查找模块逆向通信； 所述数据包缓冲队列模块，该模块配合查找线路对数据包进行缓冲，为后面的数据包重新封装提供相应的数据；所述数据包重新封装模块，该模块接收到输出选择模块的数据后，调取缓冲队列中的数据包，对数据包进行重新封装，包括修改下一跳MAC，输出端口，生存期TTL等，封装完成后将新的数据包输出。