[发明专利]最长前缀匹配与精确匹配结合的星载快速路由查找系统

摘要

最长前缀匹配与精确匹配结合的星载快速路由查找系统，包括精确匹配查找模块和最长前缀匹配查找模块，精确匹配查找模块包括哈希查找电路，哈希散列表和老化更新管理电路；最长前缀匹配查找模块包括压缩Trie树查找电路、Trie树节点存储区和路由表项存储区。本发明方法通过建立最长前缀匹配与精确匹配相结合的路由查找结构，与传统的最长前缀匹配查找结构相比，增加了精确匹配查找以作为活跃路由表项的高速缓存，大大提高IP报文流的路由查找速度，从而有效降低了平均查找时间，另外通过构建精确匹配查找的老化更新管理电路，实现了活跃路由表项的自动学习和添加操作，完成了对路由表项的老化检查和删除操作，保障活跃路由表项的高效管理和查找性能。

主权项

1.最长前缀匹配与精确匹配结合的星载快速路由查找系统，其特征在于：包括精确匹配查找模块和最长前缀匹配查找模块，精确匹配查找模块包括哈希查找电路，哈希散列表和老化更新管理电路；最长前缀匹配查找模块，包括压缩Trie树查找电路、Trie树节点存储区和路由表项存储区；哈希查找电路，选择CRC‑16作为哈希函数，计算哈希存储地址G＝CRC‑16(addr)，取G的低10位作为哈希索引值G’，在哈希散列表中读取哈希索引值G’对应的路由表项，查看哈希索引值G’对应的路由表项的IP地址与目的IP地址addr是否相同，若相同，则输出当前路由表项中的查找结果，并同时控制最长前缀匹配查找模块停止工作；若不同，则等待最长前缀匹配查找模块输出查找结果；所述的查找结果为路由表项的下一跳MAC地址、输出端口号；所述的目的IP地址addr为对IP报文流进行提取得到的，其中，IP报文流包括目的IP地址addr、报文数据；哈希散列表，包括多个路由表项，其中，每个路由表项均对应唯一的哈希索引值G’；所述的路由表项包括IP地址、下一跳MAC地址、输出端口号、时间戳、匹配标识，其中，时间戳为当前路由表项添加到哈希散列表的时间，匹配标识记录老化时间内当前路由表项是否被哈希查找电路匹配命中，老化时间为10分钟；所述的哈希查找电路匹配命中为在哈希查找电路工作过程中当前路由表项的IP地址与目的IP地址addr相同；老化更新管理电路，学习最长前缀匹配查找模块匹配命中的路由表项，将该路由表项添加至哈希散列表；若哈希散列表中的路由表项在老化时间内未被哈希查找电路匹配命中，则删除该条路由表项；压缩Trie树查找电路，遍历Trie树节点存储区中的压缩trie树实现对目的IP地址addr的查找，遍历从Trie树的根节点开始，从左向右依次处理addr的比特位，初始时处理比特标识w置为0，其中，根节点记为节点0，i的初值为0；查看节点i是否进行变步长压缩，若进行变步长压缩，则设置节点i的压缩标识为1，取节点i的左儿子域的高4位为步进值step，判断左儿子域的低step位与addr从w开始向右step位的比特序列是否相同，若相同，则更新节点i为当前节点i的右儿子域中节点编号对应的节点，若不同，则更新节点i为节点0；若未进行变步长压缩，则设置节点i的压缩标识为0，取步进值step为1，判断addr的第w个比特位是否为0，若为0，则更新节点i为当前节点i的左儿子域中节点编号对应的节点，若为1，则更新查找节点i为当前节点i的右儿子域中节点编号对应的节点；更新处理比特标识w＝w+step，继续查看节点i是否进行压缩过程，直到节点i为叶子节点或w大于等于32，此时查看节点i的索引值，从路由表项存储区读取当前索引值对应的路由表项，输出当前路由表项中的查找结果；Trie树节点存储区，以Trie树结构存储树节点，其中，树节点包括左儿子域、右儿子域、索引值、压缩标识，每个树节点不多于两个子节点，树节点编号是整数，从0开始编号，依次递增，Trie树中树节点编号时首先将左边子节点树完成编号，然后对右边子节点树进行编号；若节点进行变步长压缩时，左儿子域的高四位为压缩的步长，低四位为压缩的IP地址比特序列，右儿子域为子节点编号；若未进行变步长压缩时，左儿子域为当前节点左支子节点编号，右儿子域为当前节点右支子节点编号；路由表项存储区，存储多个路由表项，其中，路由表项包括IP地址、下一跳MAC地址、输出端口号。