[發(fā)明專利]融合多層并行處理的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備一體化硬件實現(xiàn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810022951.3
• 申請日: 2008-07-03
• 公開（公告）號: CN101321163A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李玉峰;邱菡;丁賢根;姜鯤鵬;王保進(jìn);冉宇暉;錢菁華
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇華麗網(wǎng)絡(luò)工程有限公司;中國人民解放軍信息工程大學(xué)
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/56
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務(wù)所
• 代理人: 唐紉蘭

1.一種融合多層并行處理的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備一體化硬件實現(xiàn)方法，其特征在于所述方法包括合路輸入、分層預(yù)處理、分層結(jié)果融合和分路輸出四個處理模塊，四個模塊依次串行完成，其中，

所述合路輸入模塊將接入設(shè)備多個端口輸入的數(shù)據(jù)包進(jìn)行合路，然后單路輸入至分層預(yù)處理模塊；

所述分層預(yù)處理模塊首先將輸入數(shù)據(jù)包按照TCP/IP網(wǎng)絡(luò)五層協(xié)議模型的包結(jié)構(gòu)進(jìn)行解包操作，包分解后所得的各個字段按照所屬層次被對應(yīng)的2層、3層、3-4層和5層預(yù)處理通道取走，實現(xiàn)4通道分層并行預(yù)處理，分別完成交換、路由、安全訪問控制和應(yīng)用層控制功能；

所述分層結(jié)果融合模塊接收上述4通道分層并行預(yù)處理的處理結(jié)果，對所有通道的預(yù)處理結(jié)果進(jìn)行融合，得出該數(shù)據(jù)包的最終處理結(jié)果——上交、拒絕、二層交換、三層轉(zhuǎn)發(fā)和四層策略轉(zhuǎn)發(fā)；

所述分路輸出模塊將輸入的數(shù)據(jù)包按照其目的輸出接口進(jìn)行分路，并將該包輸出到對應(yīng)的出口上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種融合多層并行處理的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備一體化硬件實現(xiàn)方法，其特征在于：所述分層預(yù)處理模塊包括四個并行的預(yù)處理通道，分別是2層、3層、3-4層和5層預(yù)處理通道，該2層、3層、3-4層和5層預(yù)處理通道分別對應(yīng)數(shù)據(jù)鏈路層預(yù)處理通道，網(wǎng)絡(luò)層預(yù)處理通道，網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層合并預(yù)處理通道和應(yīng)用層預(yù)處理通道，四個通道并行實現(xiàn)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)包輸入后的四通道并行處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種融合多層并行處理的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備一體化硬件實現(xiàn)方法，其特征在于：

所述數(shù)據(jù)鏈路層預(yù)處理通道包括：

1)二層數(shù)據(jù)域提取

從輸入數(shù)據(jù)包中提取出數(shù)據(jù)鏈路層的頭部各個數(shù)據(jù)域，包括源MAC、目的MAC和協(xié)議類型，

2)報文分揀

包括根據(jù)目的MAC地址判斷報文的層次，根據(jù)協(xié)議類型判斷該包是協(xié)議報文，還是普通數(shù)據(jù)包，

3)目的MAC查表

根據(jù)目的MAC查找該目的MAC對應(yīng)的出接口，

4)查表結(jié)果判斷

包括根據(jù)查表結(jié)果判斷報文的入虛擬局域網(wǎng)和出VLAN是否一致，根據(jù)報文中源MAC地址和目的MAC地址所在的端口是否相同決定是否丟棄該報文，

5)出口標(biāo)簽粘貼及輸出

將目的MAC查表結(jié)果的出接口以標(biāo)簽形式粘貼在數(shù)據(jù)包的頭部，并輸出；

所述網(wǎng)絡(luò)層預(yù)處理通道包括：

1)三層數(shù)據(jù)域提取

從輸入數(shù)據(jù)包中提取出網(wǎng)絡(luò)層頭部的各個數(shù)據(jù)域，所提取的數(shù)據(jù)域是IP首部的基本頭，如果有選項的話還有選項，包括版本號、首部長度、服務(wù)類型、協(xié)議、源IP地址和目的IP地址，

2)IP頭部域檢查及更新

對網(wǎng)絡(luò)層各個數(shù)據(jù)域進(jìn)行正確性和合法性檢查，檢查的結(jié)果包括將數(shù)據(jù)包丟棄、上交CPU或者正常轉(zhuǎn)發(fā)，同時將數(shù)據(jù)包的存活時間域減1，

3)路由查表

根據(jù)目的IP地址查找路由器表，得出下一跳出接口，

4)出口標(biāo)簽粘貼及輸出

將路由查表結(jié)果的下一跳出接口以標(biāo)簽形式粘貼在數(shù)據(jù)包三層頭部，并輸出；

所述網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層合并預(yù)處理通道包括：

1)3-4層數(shù)據(jù)域提取

從輸入數(shù)據(jù)包中提取出網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層頭部的數(shù)據(jù)域，其中，網(wǎng)絡(luò)層提取的數(shù)據(jù)域包括源IP地址，目的IP地址，協(xié)議類型，傳輸層提取的數(shù)據(jù)域包括源端口，目的端口，

2)狀態(tài)過濾

根據(jù)源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口和協(xié)議類型查找硬件狀態(tài)表表項，看是否存在連接，如果有，確定連接的狀態(tài)，連接狀態(tài)包括允許、丟棄和上交CPU，

3)目的地址轉(zhuǎn)換

查找硬件NAT表，并將數(shù)據(jù)包中原來的目的IP地址替換為查表結(jié)果中的IP地址，

4)策略路由

根據(jù)查NAT表命中的目的IP地址查找策略路由表，得出下一跳出接口，

5)規(guī)則過濾

查找硬件規(guī)則表，根據(jù)所定義的過濾規(guī)則過濾信息包，包括允許數(shù)據(jù)包通過，拒絕數(shù)據(jù)包通過和丟棄，

6)源地址轉(zhuǎn)換

查找硬件NAT表，并將數(shù)據(jù)包中原來的源IP地址替換為查表結(jié)果中的IP地址；

所述應(yīng)用層預(yù)處理通道包括：

1)五層數(shù)據(jù)域提取

從輸入數(shù)據(jù)中提取出應(yīng)用層數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)部分，

2)模式匹配

根據(jù)內(nèi)容過濾的規(guī)則，將提取出的五層數(shù)據(jù)進(jìn)行對應(yīng)模式匹配，

3)匹配結(jié)果輸出

將各種模式匹配的結(jié)果組合后輸出。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種融合多層并行處理的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備一體化硬件實現(xiàn)方法，其特征在于：所述分層結(jié)果融合模塊的預(yù)處理結(jié)果融合方法如下：

1)需丟棄的數(shù)據(jù)包

若分層預(yù)處理中任一層的處理結(jié)果為丟棄，則該包最終的處理結(jié)果為丟棄；

2)上交CPU的數(shù)據(jù)包

若分層預(yù)處理任一層的處理結(jié)果為非丟棄，且分層預(yù)處理任一層的處理結(jié)果為上交CPU，則該包需要上交CPU；

3)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包

若分層預(yù)處理任一層的處理結(jié)果為非丟棄且非上交CPU，并且數(shù)據(jù)包2層預(yù)處理判斷為二層內(nèi)交換的數(shù)據(jù)包，則直接按照二層的目的MAC地址查表所得的出接口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，若判斷結(jié)果為非二層交換數(shù)據(jù)包，且策略路由查表命中，則按照三至四層預(yù)處理的策略路由查表所得出接口轉(zhuǎn)發(fā)；若判斷結(jié)果為非二層交換數(shù)據(jù)包，且策略路由查表未命中，則按照三層預(yù)處理路由查表的所得的出接口轉(zhuǎn)發(fā)。