用於電信網絡環境中共同組動作過濾的方法和系統的製作方法

2023-04-25 23:13:36

專利名稱：用於電信網絡環境中共同組動作過濾的方法和系統的製作方法
技術領域：
這裡做出的公開涉及電信網絡系統和據此的傳遞信息的方法，尤其涉及使用過濾器對通過電信網絡的業務應用規則。
背景技術：
在基於網絡處理器的路由器和交換機中，過濾器可被用於對進入的和離開的分組採取動作。基於網絡處理器的路由器在此處被定義成包括基於現場可編程門陣列(FPGA)的路由器和交換機(即，路由設備)。這種動作的示例包括(但不限於)路由表映射、訪問控制列表映射等等。這些過濾器使用預定義的欄位，這些欄位從進入的分組和/或入接口和/或實體解析得到。在過濾器上用不同的值將規則編程，以匹配用以採取一些動作的準則。從而， 如圖I所示，在屬於共同組(例如VPRN(I)或VPRN(2))的接口(圖I中被引為「IF」)的數量大，並且過濾器需要在所有這些接口上採取共同的動作(例如，指派到相應的VPRN路由表)的情況下，必須以每個接口為基礎地在過濾器上配置特定的規則。至今，對於在基於網絡處理器的路由器和交換機中配置過濾器以對進入的和離開的分組採取動作來說，這種為每個接口 /實體配置多個單獨的規則以獲得相同的組行為的方法是最著名的方案。對將該規則配置用於每個接口(即，每個接口唯一的規則)的需求導致每個規則對存儲器的不希望的消耗，這會引起由於規則搜索機制使用存儲器資源而帶來的性能降低。例如，在這種過濾功能的一種實施方式中，基於硬體的CAM (內容可定址存儲器)被用於快速搜索機制。但不隨人願的是，就存儲器使用而言，在基於硬體的CAM中使用大量的規則是成本昂貴的。

發明內容
本發明的多種實施方式提供了一種在電信網絡環境中使用過濾器對進入的和離開的分組採取動作的存儲器高效的方式。如圖I所示，用於實現這種過濾功能的現有技術方案通常依靠相對快速的存儲器(例如靜態隨機訪問存儲器(SRAM))來減少讀/寫時間以便實現更快的分組處理，這會導致附加的成本。與這種現有技術的方案形成對比的是，根據本發明的實施方式實現這種過濾功能則要使用網絡處理器和/或FPGA，這減少了存儲流上下文所需的存儲器，並因此有利地減少了存儲器開銷。此外，根據本發明的實施方式來實現這種過濾功能的另一好處是，通過顯著地減少由網絡處理器執行的搜索數量來避免性能降低。如此，本發明的實施方式能夠增強存儲器使用、降低成本、減少存儲器訪問帶寬並提高分組處理性能。在本發明的一種實施方式中，用於對由分組路由設備處理的分組提供共同組動作的方法包括多個操作。至少一個數據處理裝置由耦合到該至少一個數據處理裝置的存儲器執行對指令的訪問，所述指令引起所述至少一個數據處理裝置將共同組標識符與分組關聯。所述共同組標識符唯一地指示具有至少一個共同網絡參數的一組分組。引起所述至少一個數據處理裝置將共同組標識符與分組關聯包括引起所述至少一個數據處理裝置依靠所述至少一個共同網絡參數並從多個可用共同組標識符來選擇所述共同組標識符，其中，每個所述可用共同組標識符都被保留在相應的存儲器位置。所述至少一個數據處理裝置由所述存儲器訪問指令，該指令引起所述至少一個數據處理裝置對將要應用到所述分組的共同組動作進行確定。引起所述至少一個數據處理裝置對將要應用到所述分組的共同組動作進行確定包括引起所述至少一個數據處理裝置依靠所關聯的共同組標識符並從多個可用共同組動作選擇所述共同組動作，其中，每個所述可用共同組動作都被保留在相應的存儲器位置。在本發明的另一實施方式中，一種計算機可讀介質，其上實現有並可從其訪問通過至少一個數據處理裝置可解譯的指令集。該指令集被配置用於引起所述至少一個數據處理裝置執行用於將共同組標識符與分組關聯以及確定要應用到所述分組的共同組動作的操作。所述共同組標識符唯一地指示具有至少一個共同網絡參數的一組分組。將所述共同組標識符與所述分組關聯包括依靠所述至少一個共同網絡參數並從多個可用共同組標識符選擇所述共同組標識符，其中，每個可用共同組標識符都被保留在相應的存儲器位置中。確定要應用到所述分組的共同組動作包括依靠所關聯的共同組標識符並從多個可用共同組動作選擇所述共同組動作，其中，每個可用共同組動作都被保留在相應的存儲器位置中。 在本發明的另一實施方式中，一種路由設備包括包括與多個值相互關聯的共同組標識符的存儲器，其中，每個值都是使用特定的網絡參數來得到，所述存儲器包括與所述共同組標識符相互關聯的共同組動作，解析動作模塊被配置用於訪問共同組標識符關聯存儲器，以及用於將所述共同組標識符與配置有所述特定網絡參數的分組關聯；以及共同組動作模塊被配置用於訪問共同組動作關聯存儲器，以及用於確定要應用到所述分組的共同組動作。確定要應用到所述分組的共同組動作包括依靠所述共同組標識符選擇所述共同組動作。在進一步閱讀下面的說明書、相關附圖和所附權利要求之後，本發明的這些及其它對象、實施方式、益處和/或區別將會變得顯而易見。


圖I是示出了以每個接口為基礎的基於規則過濾的現有技術實施方式的圖示。圖2是示出了根據本發明的一種實施方式配置的共同組動作功能的實施的圖示。圖3是示出了根據本發明的一種實施方式配置的解析動作查找存儲器位置的實施方式的圖表。圖4是示出了根據本發明的一種實施方式配置的共同組動作查找存儲器位置的實施方式的圖表。
具體實施例方式與在電信網絡環境中使用過濾器對進入的和離開的分組採取動作的現有技術方法形成對照的是，本發明的實施方式利用組標識符來確定向特定組實體的每個實例應用哪個規則。這種組實體的示例包括(但不限於)具有共同網絡接口參數(例如網絡接口編號)的組、具有共同組管理者(例如VPRN、VPLS等)的組、具有共同埠標識符的組。根據本發明的實施方式使能的路由器或交換機的每個進入的分組都具有與其關聯的標識符。每個標識符都是在共同組實體的實例間共享的組標識符，從而允許隨後將其用作共同組標識符。共同組標識符可被保留在例如內部寄存器、內部隨機訪問存儲器(RAM)中和/或經由分組封裝來保留。結合共同組標識符被指派給分組，該共同組標識符還作為過濾器中的查找參數(例如欄位)，以採取多個組實體實例 (即，那些由特定共同組標識符限定的那些組實體實例)間共享的共同動作。這種關聯標識符並用標識符查找(即匹配)對應規則的方法在這裡被稱為共同組動作功能。因而，本發明的實施方式顯著地減少了針對過濾器配置的規則的數量。參考圖2，示出了根據本發明的實施方式的提供共同組動作功能的具體實現。雖然所描述的實施是基於內部寄存器的實施，但是考慮到此處進行的公開，本領域技術人員能夠將這種實施修改為基於內部RAM的實施、分組封裝實施或其他適合類型的實施。接口是能夠通過物理埠或物理埠與VLAN標識符(IEEE 802. 1Q)組合表示的邏輯實體。關於特定組實體(例如VPRN-虛擬私有網絡，rfc2547)實例的每個接口(箭頭形框200)都表示組實體實例。VPRN接口實例中的每個實例都耦合在相應的埠(框205和206)和過濾器208之間。過濾器208被配置用來執行組動作功能。參考圖2和3，解析動作查找存儲器210中的多個存儲器位置是每個存儲器位置都預先配置有解析動作，該解析動作用來將共同組標識符(ID)與相應的埠和VLAN ID組合關聯。在此公開的是，這種存儲器位置還可以配置有與接受業務所關聯的動作、選擇TM(業務管理)隊列所關聯的動作等有關的解析動作信息。在在埠 205、206中的一個上收到幀的情況下，其中分組被提供給過濾器208的解析動作模塊212，在解析動作模塊212中，分組經歷在埠和分組的VLAN ID上執行的解析動作散列。循環冗餘校驗-32(CRC-32)散列是這種解析動作散列的一個示例。來自解析動作散列(例如在解析動作查找存儲器210的存儲器位置215處)的散列結果(例如散列值)被用於確定相應共同組ID的存儲器位置(例如在解析動作查找存儲器210的存儲器位置218處)，跟隨其後的是該存儲器位置的內容被獲取到實施過濾器的設備(例如路由設備或交換設備的網絡處理器(NP))的內部寄存器。網絡處理器是數據處理單元的一個示例。隨後，分組被發送到過濾器208的共同動作模塊220。在此公開的是，此處提到的接口可以是乙太網技術(S卩IEEE 802. 1Q)的情況下零封裝(沒有VLAN報頭)埠的情況下的每個埠一個接口，或者是每個埠多於一個接口(帶有VLAN報頭)。因為VLAN ID是12位的欄位，所以可以是每個埠最多有4K接口。在此還公開的是，優選地根據埠和VLAN ID得到解析動作散列。每個接口可屬於VPRN實例中的一個，並且每個VPRN實例具有其自己的路由表。現在參考圖2和4，共同組動作查找存儲器225中的多個存儲器位置以及對應的散列規則配置有按共同組ID可能經由解析動作散列進行的共同組動作。當共同動作模塊220接收到分組時，分組的共同組ID經歷共同動作散列。由共同動作散列得到的散列結果(例如，在共同組動作查找存儲器225的存儲器位置227處)被用於確定對應共同組動作的存儲器位置(例如，在共同組動作查找存儲器225的存儲器位置229處)。從存儲器位置獲取對應的共同組動作，並使用獲取的共同組動作來對分組進行處理。共同組動作中的每一個都對具有特定共同組ID的分組提供被發送到共同組動作管理者單元，比如相應的VPRN路由表。從而，在分組對應於VPRN接口(I)的情況下，不管該分組是在哪個埠或哪個埠 /VLAN ID上接收到的，它都被轉發到VPRN (I)路由表232。可替換地，在分組對應於VPRN接口(2)的情況下，不管該分組是在哪個埠或哪個埠 /VLANID上接收到的，它都被轉發到VPRN(2)路由表234。在此公開的是，VPRN是共同組管理者的示例，其中許多(例如成千的)接口需要做相同的動作(即共同組動作)。從而，作為VPRN的替代，根據本發明的共同組管理者可以是另一類型的共同組管理者，比如，舉例來講，VPLS (虛擬私有LAN (區域網)服務)。在此公開的是，由解析動作模塊212和共同組動作模塊聯合執行的操作表示用於根據本發明的實施方式執行的共同組動作功能的單個規則。如此，本領域技術人員能夠理解，在大量接口屬於單個VPRN實例(例如VPRN(I)或VPRN(2))的實現中，只需要在根據本發明的實施方式配置的過濾器中配置每個VPRN實例的一個規則及對應的動作。作為對照，圖I中描述的現有技術過濾方法則要求為每個接口實例配置規則和對應的動作。 以上參考圖2-4進行討論的VPRN接口過濾是根據本發明的實施方式來實現共同組動作功能的一個示例。在此公開的是，可針對需要共同動作的其他使用擴展根據本發明的共同組動作功能。例如，如果每個VPRN實例需要圖2的過濾器中的更多欄位以便採取一 些其他一(多)個共同動作，則可從根據本發明的共同組動作功能的實現得到甚至更大數量的規則節省。與現有技術中用於多個接口的共同組動作功能的實現相比，根據本發明實施方式的共同組動作功能顯著地減少了針對過濾器配置的規則的數量。在這種共同組動作功能的現有技術實現中，多個存儲器位置預先配置有現有技術解析動作，比如舉例來講，用於具體埠和VLAN ID組合的與接受業務關聯的解析動作、與選擇TM隊列關聯的動作以及類似動作。不同的存儲器位置和散列規則配置有按埠和VLAN ID組合的共同組動作。當在執行基於規則過濾的設備的埠(例如乙太網埠)上接收到幀時，在埠和VLAN ID組合上進行散列(例如crs-32散列)，並且散列查找的結果指向這種預配置的存儲器位置中對應的一個。這種對應的存儲器位置的內容被獲取到執行基於規則的過濾的設備的內部寄存器。分組於是被發送到下一處理模塊，其中，來自該分組的入口埠和VLAN ID被散列並與對應於預配置的共同組動作的信息進行比較。隨後，從相應的存儲器位置獲取共同組動作，並使用所獲取的共同組動作對分組進行處理。由此可見，在對共同組動作功能的這種現有技術實現中，需要為共同組動作以每個埠和VLAN ID組合為基礎配置的散列規則的數量要比根據本發明需要為共同組動作配置的散列規則的數量大得多。如此，與對共同組動作功能的現有技術實施相比，根據本發明的實施方式實施的共同組動作功能以更加有效的方式來利用存儲器空間。現在參考可由數據處理裝置處理的指令，從此處做出的公開可以理解，適於執行此處公開的共同組動作功能的方法、進程和/或操作有形地由其上具有指令的計算機可讀介質來實現，所述指令被配置為執行這種功能。在一個具體實施方式
中，指令被有形地實現，以便執行以上參照圖2-4公開的方法。指令可由一個或多個數據處理裝置從存儲器設備(例如RAM、ROM、虛擬存儲器、硬碟存儲器等)、從可由數據處理系統的驅動器單元讀取的設備(例如磁碟、光碟、盒式磁帶等)或從上述兩者訪問。在這種方式中，此處公開的解析動作模塊和共同組驅動模塊可被實現為可從存儲器訪問並由數據處理裝置(比如舉例來講，分組路由設備的中央處理單元和/或網絡處理器)執行的指令。因此，根據本發明的計算機可讀介質的實施方式包括光碟、硬碟、RAM或在其上已對適於執行根據本發明的共同組動作功能的電腦程式(即指令)進行映像的其他類型的存儲設備。
在之前的詳細描述中，對構成本專利的一部分的附圖進行了引用，並且在其中通過示例性說明的方式示出了其中可實踐本發明的具體實施方式
。這些實施方式以及其中的某些變形已經被足夠詳細地描述，使得本領域技術人員能夠實施本發明的實施方式。可以理解的是，可使用其他適合的實施方式，並且在不偏離本發明公開的精神或範圍的情況下，可以進行邏輯、機械、化學和電的改變。為了避免不必要的細節，描述省略了本領域技術人員熟知的一些信息。因此，之前的詳細描述並不是為了受限於此處所提及的特定形式，恰恰相反，其是為了覆蓋那些可以被合理地包括到所附權利要求的精神和範 圍內的替換、修改和等效。
權利要求
1.一種用於對由分組路由設備處理的分組提供共同組動作的方法，包括 至少一個數據處理裝置，其從耦合到該至少一個數據處理裝置的存儲器訪問指令，所述指令引起所述至少一個數據處理裝置將共同組標識符與分組關聯，其中，所述共同組標識符唯一地指示具有至少一個共同網絡參數的一組分組，並且其中，引起所述至少一個數據處理裝置將所述共同組標識符與所述分組關聯包括引起所述至少一個數據處理裝置依靠所述至少一個共同網絡參數並從多個可用共同組標識符選擇所述共同組標識符，其中，每個所述可用共同組標識符都被保留在相應的存儲器位置；以及 所述至少一個數據處理裝置從所述存儲器訪問指令，所述指令引起所述至少一個數據處理裝置確定要被應用到所述分組的共同組動作，其中，引起所述至少一個數據處理裝置確定要被應用到所述分組的所述共同組動作包括引起所述至少一個數據處理裝置依靠所關聯的共同組標識符並從多個可用共同組動作選擇所述共同組動作，其中，每個可用共同組動作都被保留在相應的存儲器位置。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，引起所述至少一個數據處理裝置將所述共同組標識符與所述分組關聯包括引起所述至少一個數據處理裝置 使用所述至少一個共同網絡參數得到散列結果；以及 依靠所述共同網絡參數得到的散列結果選擇所述共同組標識符。
3.根據權利要求2所述的方法，其中 所述至少一個共同網絡參數包括共同虛擬網絡接口參數；以及 引起所述至少一個數據處理裝置生成所述共同網絡參數得到的散列結果包括引起所述至少一個數據處理裝置使用所述共同虛擬網絡接口參數生成所述共同網絡參數得到的散列結果。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，引起所述至少一個數據處理裝置確定所述共同組動作包括引起所述至少一個數據處理裝置 使用所述關聯的共同組標識符得到散列結果；以及 依靠所述共同組標識符得到的散列結果選擇所述共同組動作。
5.根據權利要求I所述的方法，其中，引起所述至少一個數據處理裝置確定所述共同組動作包括引起所述至少一個數據處理裝置 使用所述關聯的共同組標識符得到散列結果；以及 依靠所述共同組標識符得到的散列結果選擇所述共同組動作。
6.根據權利要求I所述的方法，其中 所述至少一個共同網絡參數包括共同虛擬網絡接口參數； 引起所述至少一個數據處理裝置將所述共同組標識符與所述分組關聯包括引起所述至少一個數據處理裝置訪問多個存儲器位置，所述存儲器位置將所述共同組標識符與使用所述共同虛擬網絡接口參數得到的多個散列結果相互關聯，以及依靠使用所述共同虛擬網絡接口參數為所述分組得到的散列結果，將表示所述共同組標識符的存儲器位置內容獲取到內部寄存器。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，引起所述至少一個數據處理裝置確定所述共同組動作包括引起所述至少一個數據處理裝置 使用所述關聯的共同組標識符得到散列結果；訪問將所述共同組動作與所述共同組標識符相互關聯的多個存儲器位置；以及 依靠所述共同組標識符得到的散列結果，獲取與所述共同組動作對應的內容存儲器位置內容。
8.一種計算機可讀介質，其上實現有並可從其訪問通過至少一個數據處理裝置可解譯的指令集，該組指令被配置用於引起所述至少一個數據處理裝置執行操作以用於 將共同組標識符與分組關聯，其中，所述共同組標識符唯一地指示具有至少一個共同網絡參數的一組分組，並且其中，將所述共同組標識符與所述分組關聯包括依靠所述至少一個共同網絡參數並從多個可用共同組標識符選擇所述共同組標識符，其中，每個可用共同組標識符都被保留在相應的存儲器位置；以及 確定要被應用到所述分組的共同組動作，其中，確定要被應用到所述分組的所述共同組動作包括依靠所述關聯的共同組標識符並從多個可用共同組動作選擇所述共同組動作，其中，每個可用共同組動作都被保留在相應的存儲器位置。
9.根據權利要求8所述的計算機可讀介質，其中，將所述共同組標識符與所述分組關聯包括 使用所述至少一個共同網絡參數得到散列結果；以及 依靠所述共同網絡參數得到的散列結果來選擇所述共同組標識符。
10.一種路由設備，包括 包括與多個值相互關聯的共同組標識符的存儲器，其中，每個所述值都是使用具體網絡參數得到； 包括與所述共同組標識符相互關聯的共同組動作的存儲器； 解析動作模塊，被配置用於訪問所述共同組標識符關聯存儲器，以及用於將所述共同組標識符與配置有所述具體網絡參數的分組關聯；以及 共同組動作模塊，被配置用於訪問所述共同組動作關聯存儲器，以及用於確定要被應用到所述分組的所述共同組動作，其中，確定要被應用到所述分組的共同組動作包括依靠所述共同組標識符來選擇所述共同組動作。
全文摘要
一種路由設備，包括包括與多個值相互關聯的共同組標識符的存儲器，其中，每個值都是使用具體網絡參數得到；包括與所述共同組標識符相互關聯的共同組動作的存儲器；解析動作模塊(212)，被配置用於訪問共同組標識符關聯存儲器，以及用於將所述共同組標識符與配置有所述具體網絡參數的分組關聯；以及共同組動作模塊(220)，被配置用於訪問共同組動作關聯存儲器，以及用於確定要被應用到所述分組的所述共同組動作。確定要被應用到所述分組的共同組動作包括依靠所述共同組標識符選擇所述共同組動作。
文檔編號H04L12/46GK102763376SQ201180009943
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月7日 優先權日2010年2月17日
發明者E·奧爾塔克達戈, N·帕特爾 申請人:阿爾卡特朗訊公司