[發(fā)明專利]基于FPGA的100G以太分流方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710516003.4
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107317761A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶林川;姜凱;王子彤
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南浪潮高新科技投資發(fā)展有限公司
• 主分類號: H04L12/801
• 分類號: H04L12/801;H04L12/803;H04L12/823;H04L12/891
• 代理公司: 濟(jì)南信達(dá)專利事務(wù)所有限公司37100
• 代理人: 劉繼枝

1.基于FPGA的100G以太分流方法，其特征在于，該方法是通過100GE接收模塊、報文解析邏輯模塊、多元組匹配邏輯模塊、策略分流邏輯模塊、10G以太輸出接口模塊和統(tǒng)計調(diào)式模塊；將上述各個模塊通過Verilog語言進(jìn)行行為級描述，編譯形成網(wǎng)表文件綜合映射后下載至FPGA，其中100GE接收模塊接收來自骨干網(wǎng)100G流量并衰減超長超短包，后將剩余流量送至報文解析邏輯模塊提取多元組，通過策略分流邏輯模塊將擴(kuò)展后的多元組作為哈希輸入進(jìn)行計算得到分流輸出接口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的100G以太分流方法，其特征在于，該方法的步驟如下：

步驟1）100GE接收模塊接收進(jìn)去FPGA接口100G接口的數(shù)據(jù)流，并從所述的數(shù)據(jù)流中檢索出所有有效的數(shù)據(jù)報文，根據(jù)報文尾部CRC字段檢測報文完整性，不完整的報文作標(biāo)簽標(biāo)記，待后續(xù)邏輯做錯包處理；完整的報文進(jìn)行超長超短識別并丟棄，正常的報文被封裝為單周期768bits輸出給后續(xù)邏輯使用；

步驟2）通過報文解析邏輯模塊接收來自100GE接收模塊輸出的報文，并識別報文是否是IP報文，對非IP報文的處理根據(jù)用戶配置選擇丟棄或者指定端口轉(zhuǎn)發(fā)；對于IP報文，存在MPLS和VLAN層擴(kuò)展層的報文將其擴(kuò)展層剝離，保留純IP報文后提取多元組元素，并將多元組進(jìn)行調(diào)整后輸出給下一邏輯模塊；

步驟3）通過多元組匹配邏輯模塊接收來自報文解析邏輯模塊輸出的多元組，并輸入TCAM處理芯片進(jìn)行快速匹配，并輸出匹配結(jié)果，無論匹配是否成功都輸出對匹配報文處理action動作；

步驟4）通過策略分流邏輯模塊接收多元組匹配邏輯模塊的匹配結(jié)果action，并根據(jù)action動作標(biāo)識處理報文；

步驟5）通過10G以太輸出接口模塊接收策略分流邏輯模塊分流后的報文，首先根據(jù)單周期報文長度768bits轉(zhuǎn)換為單周期128bits，并接入sfp_10gbase模塊后報文輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FPGA的100G以太分流方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述的步驟2）中多元組元素為源目IP、源目端口、協(xié)議類型。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FPGA的100G以太分流方法，其特征在于，所述的步驟4）的具體操作如下：

1）匹配失敗即action[36]=1’b0，邏輯根據(jù)default動作action[3:0]來處理報文，action=4’b1111表示指定端口輸出，否則丟棄報文處理；

2）匹配成功即action[36]=1’b1，邏輯根據(jù)action[15:13]動作識別報文輸出方式，action[15:13]=2’b00表示指定端口輸出，action[15:13]=2’b01表示分組分流輸出，action[15:13]=2’b10表示組播輸出，其中指定端口輸出的端口為action[8:4],分組分流輸出需要哈希運算，運算輸入由action[12:9]哈希策略決定。

5.基于FPGA的100G以太分流系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由100GE接收模塊、報文解析邏輯模塊、多元組匹配邏輯模塊、策略分流邏輯模塊、10G以太輸出接口模塊和統(tǒng)計調(diào)式模塊構(gòu)成，上述各個模塊通過Verilog語言進(jìn)行行為級描述，編譯形成網(wǎng)表文件綜合映射后下載至FPGA。