[發明專利]在交換機中使用的協議訪問方法及裝置

在審

• 申請號: 201710987435.3
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107800652A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 王克非;齊星云;徐亞東;尤子威
• 申請（專利權）人: 深圳市楠菲微電子有限公司
• 主分類號: H04L12/931
• 分類號: H04L12/931
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 金旭鵬,肖冰濱

技術領域

本發明涉及通信領域，具體地，涉及一種在交換機中使用的協議訪問方法及裝置。

背景技術

在支持三層交換甚至四層交換的以太網交換ASIC(Application Specific Integrated Circuit，專用集成電路)芯片中，一般會有多條協議流水線并行來進行以太網報文的三層及四層協議處理。每條流水線上有多個訪問端口，需要同時讀寫協議表。

每個協議表是一組協議數據結構的集合，其對外有1個或多個讀寫訪問接口，內部由1塊或多塊RAM(Random-Access Memory，隨機存取存儲器)組成，并在其中按照一定的地址順序存放這組協議數據結構。協議流水線部件通過協議表的讀寫端口對各表項進行讀寫訪問。

在實際芯片中，在某些應用場景下，可能有部分協議表要求使用的容量較大；而在另外一些應用場景下，可能另外一部分協議表要求使用較大的表項容量。如果所有的協議表都按照其最大容量進行設計，當其所處的場景不需要使用這么大的表項容量時，可能會造成硬件資源的浪費。而如果不按照最大容量進行設計，那么在一些特定場景下，將不能達到系統設計需求。

為了解決這個設計上的矛盾，很多現有的以太網交換芯片中，都設計了一種多協議共享的協議表。在這種共享協議表中，將各個協議處理模塊所需要的表項組織起來，形成一個表項資源池。這樣，在不同的應用場景下，根據各協議處理過程中對于表項容量需求的不同，分別為其分配不同容量的表項資源供其使用。這樣可以優化表項資源配置，在不降低設計指標的情況下，提高硬件資源使用效率。

具體地，以一個支持三層交換的以太網交換芯片為例對共享協議表進行說明，在一個支持三層交換的以太網交換芯片中，有L2處理部件、L3處理部件以及LPM(Longest Prefix Matching，最長前綴匹配)處理部件，每個處理部件有若干個訪問端口，需要對表項數據進行讀寫。其中L2處理部件有8個訪問端口，L3處理部件有4個訪問端口，LPM處理部件有4個訪問端口。另外，還有1個CSR訪問端口，用于外部用戶監控和管理模塊對表項進行配置和讀取。L2處理部件的8個訪問端口中，有2個端口是寫端口，其余6個端口是讀端口；L3處理部件的4個端口都是讀端口，LPM處理部件的4個端口也都是讀端口，CSR端口既可以寫入表項也可以讀出表項。同時，按照協議處理的要求，需要對表項進行定時老化，即長時間沒有使用的表項，將會從表中刪除，以便新加入的表項能夠有空間存放。因此，還會有一個執行定時老化處理的部件，這個處理部件有1個訪問端口，可以對表項進行讀出和寫入操作。綜上，所有表項將會有18個訪問端口，其中只讀端口14個，只寫端口2個，既讀又寫端口2個，這18個端口共同訪問表項資源池。

在表項資源池中，每個訪問端口在同一時刻，只能進行讀操作，或者進行寫操作，不能同時進行讀寫，即每個端口在同一時刻只能進行一種操作。而且，表項資源池中用于表項數據存儲的RAM容量很大，占用了較大的芯片面積。為了盡量減小芯片面積，以降低成本和功耗，一般會采用單端口RAM作為表項數據的實際存儲空間。這是因為在容量相等的情況下，單端口RAM的面積和功耗會比多端口RAM的面積和功耗小。

本申請發明人在實現本發明的過程中發現，現有技術的上述方案具有以下缺陷：當以太網交換芯片處于滿負載運行的情況下，每個端口都要讀取表項，同時還要標記其所讀取的表項剛才已經被使用過，以便確保老化功能部件不會在最近一段時間對其進行老化；同時還有老化部件定時對所有表項進行掃描并刪除最近一段時間內未被使用的表項。在使用單端口RAM的情形下，讀操作和寫操作都通過單端口來執行，表項資源池將很難做到及時響應各個端口對表項RAM的讀寫請求，造成實際查表效率降低。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種在交換機中使用的協議訪問方法及裝置，用于解決或至少部分解決上述技術問題。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種在交換機中使用的協議訪問方法，所述方法包括：接收來自端口的訪問請求，該訪問請求包括關鍵碼值；根據所述關鍵碼值計算對應的查找地址；根據所述查找地址并行執行以下步驟：從協議存儲庫中讀取與所述查找地址相對應的多個協議項；以及從標志位存儲庫中讀取與所述多個協議項中的每一個協議項相對應的標志位，所述標志位包括有效位和命中位；根據所述有效位來確定所述多個協議項中的有效協議項；以及根據所述關鍵碼值從所述有效協議項中查找匹配協議項。