[發明專利]用于IP與MAC地址映射表的壓縮存儲及快速查找系統及方法

有效

• 申請號: 202010835229.2
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111988229B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 鄧政;鄭容;劉望;陳伯芳;詹萬鵬;危必波;張小波;王永業;陳默;王越
• 申請（專利權）人: 武漢中元華電軟件有限公司
• 主分類號: H04L45/74
• 分類號: H04L45/74;H04L45/745;H04L61/5007;H04L61/10;H04L69/04;H04L101/622
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種用于IP與MAC地址映射表的壓縮存儲及快速查找系統，其特征在于，該系統包括：

IP地址拆分單元，用于將IP地址劃分為：大概率IP字段、尋址字段、其它字段；其劃分規則為：將IP地址以二進制數表示，以8位為單位被分割，32位的IP地址被分割成4個字段，轉換為十進制，即采用點分十進制描述方法，預先設定一個大概率閾值；哪個字段的十進制數相同的次數最少，則被劃分為尋址字段；哪些字段相同的次數超過大概率閾值，則被劃分為大概率字段；未被選中的即為其他字段；

寄存器組，用于存放大概率IP字段和對應的生命周期倒計時器；設置多個寄存器組，并對寄存器組進行依次編號，用寄存器組的對應編號來表示其對應的大概率IP字段；

存儲單元陣列，用于存放數據塊組成的陣列，陣列的行數為2的“尋址位寬”次冪，尋址位寬即尋址字段的二進制位寬度，尋址地址作為存儲單元陣列的行編號；列數為允許沖突點的個數，允許沖突點為具有相同尋址字段，但大概率IP字段或其它字段相異的IP地址；數據塊的數據結構為：其它字段、MAC地址、寄存器組對應的編號、該數據塊對應的生命周期倒計時器；

地址寫入單元，用于獲取需要寫入的IP地址和對應的MAC地址，并將IP地址和MAC地址按照寄存器組和存儲單元陣列的數據結構寫入其中；

地址讀取單元，用于獲取需要讀取的IP地址，根據其尋址字段讀取存儲單元陣列，并根據讀取到的編號進而讀取寄存器組，讀取成功后返回數據塊中存儲的MAC地址。

2.根據權利要求1所述的用于IP與MAC地址映射表的壓縮存儲及快速查找系統，其特征在于，寄存器組中的數據結構具體為：

大概率IP字段：記作IP[m:n]，表示IP地址區間中，動態指定的大概率字段的上限位標n及下限位標m；

寄存器組的生命周期倒計時器：記作reg_alive_s_time，采用16位寬的計時器，以滿足TCP_IP協議要求。

3.根據權利要求1所述的用于IP與MAC地址映射表的壓縮存儲及快速查找系統，其特征在于，寄存器組的設置個數為：

寄存器組的編號記作reg_id，若編號reg_id的位寬為k，則它最多描述2的k次冪個寄存器組，為了節省資源，選擇滿足條件的最小整數值作為寄存器組的數量。

4.根據權利要求1所述的用于IP與MAC地址映射表的壓縮存儲及快速查找系統，其特征在于，存儲單元陣列的數據塊中的數據結構具體為：

其它字段：記作others_ip，即IP地址中除了大概率IP字段和尋址字段外的值，長度為N個byte；

MAC地址：記作mac_addr，長度為6byte；

寄存器組對應的編號，記作reg_id；

該數據塊對應的生命周期倒計時器，記作block_alive_s_time，reg_id和block_alive_s_time的長度共2byte。

5.根據權利要求1所述的用于IP與MAC地址映射表的壓縮存儲及快速查找系統，其特征在于，該系統還設置有全局清零的功能，當需要清零時CPU控制系統各單元重新回歸到原始狀態。

6.一種用于IP與MAC地址映射表的壓縮存儲及快速查找方法，采用權利要求1所述的用于IP與MAC地址映射表的壓縮存儲及快速查找系統，其特征在于，包括以下步驟：

地址映射表的寫入流程：獲取需要寫入的IP地址和對應的MAC地址，并將IP地址和MAC地址按照寄存器組和存儲單元陣列的數據結構寫入其中；

地址映射表的讀取流程：獲取需要讀取的IP地址，根據其尋址字段讀取存儲單元陣列，并根據讀取到的編號進而讀取寄存器組，讀取成功后返回數據塊中存儲的MAC地址。