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CN103064901B - 一种ram、网络处理系统和一种ram查表方法 - Google Patents

一种ram、网络处理系统和一种ram查表方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种RAM、网络处理系统和一种RAM查表方法，通过将RAM划分为至少两个虚拟内存库，且将同一个业务表存储于其中的至少两个虚拟内存库中，并通过网络存储器的计算确定适合的虚拟内存库进行访问，在提高RAM的查表速率的同时，有效的减小了RAM的访问流量压力，也使网络转发性能得到提高。同时，还可以在RAM的虚拟内存库中存储相同的业务表，最大限度上提升RAM的查表速率，并且网络处理器可以使用哈希算法来计算虚拟内存库地址信息，不仅使计算过程更为简便，也能更为有效的找到适合的虚拟内存库，进一步提高查表效率以及网络转发性能。

Description

一种RAM、网络处理系统和一种RAM查表方法
技术领域
本发明设计通信技术领域、尤其涉及一种RAM、网络处理系统和一种RAM查表方法。
背景技术
现今网络发展速度惊人，网络流量的增长及新业务的出现，需要网络设备具有线速和灵活的处理能力。网络处理器凭借其高速处理及灵活的可编程性，已成为当今网络中数据处理的有效解决方案。
但是目前网络处理器转发速率的增长极其惊人，目前主流网络处理器达到了100Gbps（包速率150Mpps），很显然现在RAM（random access memory随机存储器）接口带宽增长的速率远远跟不上网络处理器转发速率的增长，所以如何提高RAM的查找速率是亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种RAM、网络处理系统和一种RAM查表方法，解决了RAM查表效率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种RAM查表方法，包括以下步骤：
网络处理器接收来自各物理接口的业务表访问报文；
所述网络处理器解析所述业务表访问报文，获取所述业务表访问报文所访问的业务表识别信息；
根据所述业务表识别信息为所述业务表访问报文分配虚拟内存库地址；所述虚拟内存库地址为：RAM划分的至少两个虚拟内存库中，所对应的其中一个含有需要查找的业务表的虚拟内存库地址；在所述RAM的至少两个虚拟内存库中，同一个业务表存储于其中至少两个所述虚拟内存库内；
根据所述虚拟内存库地址访问对应的虚拟内存库，查找对应的业务表。
进一步地，分配所述虚拟内存库地址信息的具体过程为：所述网络处理器根据所述业务表访问报文的业务表识别信息查询含有其所要访问业务表的虚拟内存库，并从中选择当前流量最低的一个虚拟内存库，生成虚拟内存库地址信息。
更进一步地，在所述RAM的至少两个虚拟内存库中，所有所述虚拟内存库都存储有相同的业务表。
更进一步地，分配所述虚拟内存库地址信息的具体过程为：所述网络处理器根据所述业务表访问报文的业务表识别信息，通过哈希运算确定所述业务表访问报文所对应的虚拟内存库地址。
更进一步地，在获得所述业务表访问报文对应的所述虚拟内存库地址后，还包括：根据得到的所述虚拟内存库地址构造查表键值，根据所述键值在对应的所述虚拟内存库中查找对应的业务表。
更进一步地，所述RAM包括：SRAM、TCAM和SDRAM中的一种。
本发明还提供一种RAM，所述RAM中包括至少两个虚拟内存库，同一个业务表存储于其中至少两个所述虚拟内存库内。
进一步地，所述RAM的至少两个虚拟内存库中，所有所述虚拟内存库都存储有相同的业务表。
本发明还提供一种网络处理系统，包括网络处理器和RAM；
所述网络处理器包括接收模块、解析模块、分配模块、查找模块和处理模块；
所述接收模块用于接收来自各物理接口的业务表访问报文；
所述解析模块用于解析所述接收模块接收的所述业务表访问报文，获取所述业务表访问报文所访问的业务表识别信息；
所述分配模块用于根据所述业务表识别信息为所述业务表访问报文分配虚拟内存库地址，该虚拟内存库地址所对应的虚拟内存库中含有需要查找的业务表；
所述查找模块用于根据得到的所述虚拟内存库地址查找RAM中对应的虚拟内存库中的业务表，并向处理模块转发返回的查找结果；
所述处理模块用于根据返回的查找结果进行相应的业务处理；
所述RAM包括至少两个虚拟内存库，且在所述RAM的至少两个虚拟内存库中，同一个业务表存储于其中至少两个所述虚拟内存库内。
进一步地，所述分配模块还包括：选择单元；所述选择单元用于根据所述业务表访问报文的业务表识别信息查询含有其所要访问业务表的虚拟内存库，并从中选择当前流量最低的一个虚拟内存库，生成相应的内存库地址信息。
更进一步地，所述分配模块还包括哈希计算单元；所述哈希计算单元用于当所述RAM中的虚拟内存库都存储有相同的业务表时，根据所述业务表访问报文的业务表识别信息，通过哈希运算确定所述业务表访问报文所对应的虚拟内存库地址。
更进一步地，其特征在于，还包括：构造模块；所述构造模块用于所述分配模块获得所述业务表访问报文对应的所述虚拟内存库地址后，根据得到的所述虚拟内存库地址构造查表键值；所述RAM根据所述键值在对应的所述虚拟内存库中查找对应的业务表。
更进一步地，所述RAM包括：SRAM、TCAM和SDRAM中的一种。
本发明的有益效果是：提供一种RAM、网络处理系统和一种RAM查表方法，通过将RAM划分为至少两个虚拟内存库，且将同一个业务表存储于其中的至少两个虚拟内存库中，并通过网络存储器的计算确定适合的虚拟内存库进行访问，在提高RAM的查表速率的同时，有效的减小了RAM的访问流量压力，也使网络转发性能得到提高。
同时，还可以在RAM的虚拟内存库中存储相同的业务表，最大限度上提升RAM的查表速率，并且网络处理器可以使用哈希算法来计算虚拟内存库地址信息，不仅使计算过程更为简便，也能更为有效的找到适合的虚拟内存库，进一步提高查表效率以及网络转发性能。
附图说明
图1为本发明一实施例中SDRAM结构示意图；
图2为本发明一实施例中网络处理器结构示意图；
图3为本发明又一实施例中网络处理器结构示意图；
图4为本发明一实施例中RAM查表方法流程图。
具体实施方式
本发明的整体构思为：通过将RAM划分为多个虚拟内存区，并在其中至少两个中存储相同的业务表，当业务表访问报文需要访问相应的业务表时，业务处理器根据业务表访问报文的业务表识别信息进行相应的计算，从而获得适合的虚拟内存库地址，以供网络处理器进行访问。而在本发明中所提及的RAM，可以为多种不同的存储器类型，如SRAM（StaticRAM静态随机存储器）、TCAM(ternary content addressable memory三态内容寻址存储器)、SDRAM（Synchronous Dynamic RAM同步动态随机存储器）等都可以通过本发明中的查表方法提高查表效率。为使本发明技术方案和优点更加清楚，下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
在本发明中，虽然RAM可以为多种存储器类型，但SDRAM由于自身结构限制，其查表速率相对较慢，本申请中的查表方法应用在SDRAM上能获得较好的效果，所以在本实施例中以RAM为SDRAM为例对本申请的技术方案进行说明。
请参考图1，在本实施例中，可以将SDRAM分为至少两个虚拟内存库，为了保持整个SDRAM的查表速率，较优的，各个虚拟内存库的容量可以采用均分的方式进行分配。在本实施例中，将SDRAM分为N个虚拟内存库，而为了实现提高查表速率，可以将一个业务表分别存储在至少两个虚拟内存库中；而一种较优的存储方式为，在所有划分的虚拟内存库中都存储相同的业务表，以达到最大限度提升查表效率的目的。而虚拟内存库的划分个数可以为任意多个，其中较优的划分个数N的计算方式：N=F2/F1，其中F1为单个虚拟内存库的查表频率，F2为实际需要业务表的查表频率。
请参考图2和图3，在本实施例中还提供一种网络处理系统，其包括网络处理器和RAM；其中网络处理器包括：接收模块、解析模块、分配模块、查找模块和处理模块。其中，接收模块主要用于接收来自各物理接口的业务表访问报文；解析模块用于解析所述接收模块接收的业务表访问报文，获取业务表访问报文所访问的业务表识别信息；分配模块用于根据所述业务表识别信息为所述业务表访问报文分配虚拟内存库地址；查找模块用于根据得到的所述虚拟内存库地址查找RAM中对应的虚拟内存库中的业务表，并向处理模块转发返回的查找结果；处理模块用于根据返回的查找结果进行相应的业务处理。
在本实施例中，其分配模块还包括：选择单元；该选择单元主要用于根据业务表访问报文的业务表识别信息查询含有其所要访问业务表的虚拟内存库，并从中选择当前流量最低的一个虚拟内存库，生成相应的内存库地址信息。
在本实施例中，还提供另一种网络处理器，其包括接收模块、解析模块、分配模块、查找模块和处理模块；且各模块的作用也与上述实施例中相同，不同的是本实施例中的分配模块还包含：哈希计算单元；该哈希计算单元用于当SDRAM中的虚拟内存库都存储有相同的业务表时，根据业务表访问报文的业务表识别信息，通过哈希运算确定业务表访问报文所对应的虚拟内存库地址。
请参考图4，下面结合RAM结构以及网络处理器的各个模块作用对本申请中RAM查表方法进行详细说明。
本实施例中的RAM查表方法包括以下步骤：
步骤400：网络处理器接收来自各物理接口的业务表访问报文；进入步骤402；
在该步骤中，网络处理器的接收模块主要负责接收来自各物理接口的业务表访问报文。
步骤402：网络处理器解析业务表访问报文，获取业务表访问报文所访问的业务表识别信息；进入步骤404；
在本步骤中，解析模块负责解析接收到的业务表访问报文，并获取其中的业务表识别信息，获取的业务表识别信息主要为业务表访问报文的MAC地址信息或者IP地址信息等信息。
步骤404：根据业务表识别信息为业务表访问报文分配虚拟内存库地址；进入步骤406；
在本步骤中，主要包括以下情况，当RAM的所有虚拟内存库中并未存储同一个业务表时，分配模块中的选择单元则负责根据所述业务表访问报文的业务表识别信息查询含有其所要访问业务表的虚拟内存库，并从中选择当前流量最低的一个虚拟内存库，生成内存库地址信息。而当RAM中的虚拟内存库都包含有同一个业务表时，分配模块中的哈希计算单元则根据业务表访问报文的业务表识别信息，通过哈希运算确定业务表访问报文所对应的虚拟内存库地址。
步骤406：根据得到的虚拟内存库地址构造查表键值；进入步骤408；
在本步骤中，构造模块负责根据分配模块计算得到的虚拟内存库地址构造相应的查表键值，即将虚拟内存库地址编辑进对应的查表键值中。
步骤408：根据查表键值在对应的虚拟内存库中查找对应的业务；进入步骤410；
在该步骤中，查找模块负责根据相应的查表键值查找RAM中对应的虚拟内存库中的业务表，并将返回的查表结果转发给处理模块。
步骤410：根据返回的查表结果进行相应的业务处理。
在本步骤中，处理模块根据返回的查表结果进行相应的业务处理。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种RAM查表方法，其特征在于，包括以下步骤：
网络处理器接收来自各物理接口的业务表访问报文；
所述网络处理器解析所述业务表访问报文，获取所述业务表访问报文所访问的业务表识别信息；
根据所述业务表识别信息查询RAM中的含有需要查找的业务表的虚拟内存库，所述RAM划分为至少两个虚拟内存库，在所述RAM的至少两个虚拟内存库中，同一个业务表存储于其中至少两个所述虚拟内存库内，并从含有需要查找的业务表的至少两个所述虚拟内存库中选择一个虚拟内存库，将虚拟内存库地址分配给所述业务表访问报文；
根据所述虚拟内存库地址访问对应的虚拟内存库，查找对应的业务表。
2.如权利要求1所述的RAM查表方法，其特征在于，分配所述虚拟内存库地址信息的具体过程为：所述网络处理器根据所述业务表访问报文的业务表识别信息查询含有其所要访问业务表的虚拟内存库，并从中选择当前流量最低的一个虚拟内存库，生成虚拟内存库地址信息。
3.如权利要求1所述的RAM查表方法，其特征在于，在所述RAM的至少两个虚拟内存库中，所有所述虚拟内存库都存储有相同的业务表。
4.如权利要求3所述的RAM查表方法，其特征在于，分配所述虚拟内存库地址信息的具体过程为：所述网络处理器根据所述业务表访问报文的业务表识别信息，通过哈希运算确定所述业务表访问报文所对应的虚拟内存库地址。
5.如权利要求1-4中任一项所述的RAM查表方法，其特征在于，在获得所述业务表访问报文对应的所述虚拟内存库地址后，还包括：根据得到的所述虚拟内存库地址构造查表键值，根据所述键值在对应的所述虚拟内存库中查找对应的业务表。
6.如权利要求1-4中任一项所述的RAM查表方法，其特征在于，所述RAM包括：SRAM、TCAM和SDRAM中的一种。
7.一种RAM，其特征在于，所述RAM中包括至少两个虚拟内存库，同一个业务表存储于其中至少两个所述虚拟内存库内。
8.如权利要求7所述的RAM，其特征在于，所述RAM的至少两个虚拟内存库中，所有所述虚拟内存库都存储有相同的业务表。
9.一种网络处理系统，其特征在于，包括网络处理器和RAM；
所述网络处理器包括接收模块、解析模块、分配模块、查找模块和处理模块；
所述接收模块用于接收来自各物理接口的业务表访问报文；
所述解析模块用于解析所述接收模块接收的所述业务表访问报文，获取所述业务表访问报文所访问的业务表识别信息；
所述分配模块用于根据所述业务表识别信息查询RAM中的含有需要查找的业务表的虚拟内存库，所述RAM划分为至少两个虚拟内存库，在所述RAM的至少两个虚拟内存库中，同一个业务表存储于其中至少两个所述虚拟内存库内，并从含有需要查找的业务表的至少两个所述虚拟内存库中选择一个虚拟内存库，将虚拟内存库地址分配给所述业务表访问报文；
所述查找模块用于根据得到的所述虚拟内存库地址查找RAM中对应的虚拟内存库中的业务表，并向处理模块转发返回的查找结果；
所述处理模块用于根据返回的查找结果进行相应的业务处理；
所述RAM包括至少两个虚拟内存库，且在所述RAM的至少两个虚拟内存库中，同一个业务表存储于其中至少两个所述虚拟内存库内。
10.如权利要求9所述的网络处理系统，其特征在于，所述分配模块还包括：选择单元；所述选择单元用于根据所述业务表访问报文的业务表识别信息查询含有其所要访问业务表的虚拟内存库，并从中选择当前流量最低的一个虚拟内存库，生成相应的内存库地址信息。
11.如权利要求9所述的网络处理系统，其特征在于，所述分配模块还包括哈希计算单元；所述哈希计算单元用于当所述RAM中的虚拟内存库都存储有相同的业务表时，根据所述业务表访问报文的业务表识别信息，通过哈希运算确定所述业务表访问报文所对应的虚拟内存库地址。
12.如权利要求9-11中任一项所述的网络处理系统，其特征在于，还包括：构造模块；所述构造模块用于所述分配模块获得所述业务表访问报文对应的所述虚拟内存库地址后，根据得到的所述虚拟内存库地址构造查表键值；所述RAM根据所述键值在对应的所述虚拟内存库中查找对应的业务表。
13.如权利要求9-11中任一项所述的网络处理系统，其特征在于，所述RAM包括：SRAM、TCAM和SDRAM中的一种。
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