一種報文編輯電路及方法
2023-09-23 02:09:50
專利名稱：一種報文編輯電路及方法
技術領域：
本發明涉及數據處理技術，具體是一種報文編輯電路及方法。
背景技術：
報文編輯模塊是數據特性晶片的關鍵模塊，實現對報文的編輯功能，隨著數據業務的不斷發展，報文編輯的複雜度越來越高，並且需要支持的報文編輯類型越來越多。比如實現mpls轉發的數據特性晶片，mpls轉發是基於標籤交換的，根據標籤決定報文轉發路由，該晶片需要對報文進行添加標籤、刪除標籤以及交換標籤的操作，因此，報文編輯是該晶片的必備特徵。
目前的報文編輯電路，如圖1所示，包括順序相連的報文輸入端、報文轉發引擎模塊、報文編輯模塊和報文輸出端。報文報文轉發引擎模塊中是一個轉發表，報文編輯模塊中包括報文編輯動作邏輯翻譯模塊、報文編輯動作執行模塊和位序調整模塊。
對應的報文編輯方法，主要是對報文編輯動作進行邏輯翻譯，然後執行報文編輯動作，對報文的編輯動作進行邏輯翻譯需要進行邏輯判斷。其實現機理如圖1和圖2所示待編輯數據進入報文編輯電路，根據轉發表獲取報文轉發動作，譬如進行標籤轉發，或者根據vlan，MAC地址轉發等；報文編輯動作邏輯翻譯模塊對報文轉發動作進行邏輯翻譯，其具體操作是利用一系列的條件判斷語句進行判斷，從而得到報文編輯動作，該動作可以是對數據fifo和新添加內容ram的一個讀順序序列；報文編輯動作執行模塊根據翻譯得到的讀順序序列來控制對數據fifo和添加內容ram的讀取，即進行報文編輯；位序調整模塊從fifo中讀取數據，由於報文添加和刪除在數據總線上造成了空缺，如圖3所示，比如數據總線32bit，只有高16bit是有效數據，因此需要進行調整，以消除字節或比特空缺，同時保證報文的先入先出順序。
最後，輸出已編輯數據。
在這一報文編輯方法中，報文編輯動作邏輯翻譯器對報文編輯動作進行邏輯翻譯，需要佔用大量的邏輯資源，因為要對每一種報文編輯動作分別進行邏輯判斷，且由於報文編輯改變了原有報文的結構，必須對包頭指示等狀態信號位置進行相應的調整，還需要計算新的包頭指示的位置，因此，在報文編輯類型增多時，消耗的晶片資源成倍上升，大大增加了系統的複雜度；同時，每增加一種報文編輯動作，需要增加相應的解釋邏輯，且現有方法不具備動態更新的能力，因此，對報文編輯動作進行邏輯翻譯的可擴展性較差；此外，報文編輯動作邏輯翻譯器對報文編輯動作進行邏輯翻譯的複雜度較高，需要佔用多個時鐘周期才能實現，降低了系統對報文處理的效率。
發明內容
本發明的目的是降低報文編輯的處理複雜度，節省邏輯資源，提高報文處理的效率，並且使報文編輯具有良好的擴展性。
根據上述目的，本發明提供了一種報文編輯電路，包括順序相連的報文輸入端、報文轉發引擎模塊、報文編輯模塊和報文輸出端，報文轉發引擎模塊根據報文編輯指令集分析輸入報文，生成報文編輯指令，報文編輯模塊接收報文編輯指令，根據查找表對報文進行編輯後經報文輸出端輸出。
其中，報文轉發引擎模塊包括轉發表，獲取報文轉發動作；報文編輯指令生成模塊，根據報文編輯指令集將所述報文轉發動作轉化為報文編輯指令。
所述報文編輯電路的報文編輯模塊報文編輯模塊又包括報文編輯指令翻譯模塊，根據查找表對編輯指令進行翻譯；報文編輯指令執行模塊，根據所述翻譯後的報文編輯指令，執行報文的添加和刪除動作；位序調整模塊，對編輯後的報文進行位序調整，消除字節或比特空缺。
基於所述發明目的，本發明還提供了一種報文編輯方法，包括如下步驟A、構造報文編輯指令集和查找表；B、轉發引擎模塊根據報文編輯指令集對輸入的報文進行分析，生成報文編輯指令；C、報文編輯模塊接收報文編輯指令，在所述查找表中找到對應的解釋內容，根據所述解釋內容對報文進行編輯。
步驟C具體又包括如下步驟根據查找表翻譯報文編輯指令；
執行翻譯後的報文編輯指令；對編輯後的報文進行位序調整。
所述報文編輯指令集的構造是將報文編輯分解為添加和剝離兩個動作進行編碼。
所述查找表解釋內容包括報文添加指示、添加內容指示和報文刪除指示。
查找表解釋內容進一步包括再生包頭指示信號的位置信息及原本需要邏輯判斷的內容。
所述報文編輯指令集和查找表的內容利用雙埠RAM實現，由CPU進行配置，實現報文編輯的可編程。
所述報文編輯指令集和查找表還可以通過ROM實現，利用新表替換舊錶的方式添加新的報文編輯指令信息。
本發明利用報文編輯指令集進行報文編輯指令的分析生成，能夠將各種報文編輯動作歸一化，簡化編輯動作，有利於報文編輯動作的執行，且支持大量的報文編輯類型，可擴展性好；利用查找表解釋報文編輯指令，實現報文編輯指令的翻譯，能夠節約大量邏輯判斷需要的資源，有利於提高報文編輯速度，並且查找表可任意編程，從而使報文編輯更具靈活性；採用報文編輯指令集的方式，可以支持大量的報文編輯類型。此種架構的報文編輯電路和報文編輯方法，具有效率高、節省資源、可擴展的優點。
圖1為現有技術的報文編輯電路圖；圖2為現有技術的報文編輯方法；
圖3為現有技術的位序調整示意圖；圖4為本發明的報文編輯電路圖；圖5為本發明的報文編輯流程圖；圖6為本發明的報文編輯模塊工作圖。
具體實施例方式
下面根據附圖和實施例對本發明方案作進一步的詳細說明。
如圖4所示，本發明方案中，報文編輯電路的結構如下報文編輯電路包括報文轉發引擎模塊和報文編輯模塊。
報文轉發引擎模塊又包括標籤轉發表和報文編輯指令生成模塊；報文編輯模塊又包括報文編輯指令翻譯模塊報文編輯指令執行模塊和位序調整模塊。
其中，報文編輯指令生成模塊設置了報文編輯指令集；報文編輯指令翻譯模塊中設置了查找表。
報文編輯指令集根據報文編輯的特點構造，以mpls報文的編輯為例，mpls報文的編輯包括標籤的添加、刪除和替換，通過查找轉發引擎中的標籤轉發表，獲取mpls報文的轉發動作，比如一個2層標籤的mpls報文，查標籤轉發表獲得的報文轉發動作為頂層標籤交換，該信息的抽象程度較高，不利於硬體電路的識別，需要通過報文編輯指令生成模塊給出更為具體的報文編輯指令。
報文編輯指令的構造原理如下2層mpls報文的頂層標籤交換動作可分解為如下2個動作1、剝離舊的內容，包括鏈路層頭以及頂層標籤；
2、添加新的內容，包括新的鏈路層頭和新的頂層標籤。
這樣mpls報文的轉發動作可分解為添加(push)和剝離(pop)操作，由於不同的報文類型編輯特徵不一樣，因此報文編輯指令中還需要包括報文類型信息，這樣報文編輯指令需要包括報文類型+報文添加動作+報文刪除動作；對上述信息編碼，即可得到一個報文編輯指令。這樣從標籤轉發表中獲取的抽象的報文編輯信息和具體的報文編輯指令建立了映射關係，通過將複雜的報文編輯動作分解為報文添加動作和報文刪除動作，從而實現了報文編輯動作的歸一化，以利於硬體實現。
任意類型的報文編輯都可以分解為添加和剝離，依據此原則編碼，即可得到報文編輯指令集。
報文轉發引擎利用報文編輯指令集得到報文編輯指令，由於報文編輯指令僅僅包含需要對報文進行哪種類型的編輯，並不知到如何編輯，比如要刪除多少個字節，添加多少個字節，這些信息需要對報文編輯指令進行翻譯獲得，報文編輯指令的翻譯通過查找表實現，即利用報文的編輯指令作為索引檢索查找表，得到執行報文編輯的具體操作。表1為一個查找表示例表1報文編輯指令查找表示例
查找表內的關鍵信息為報文添加指示、添加內容指示、報文刪除指示以及其他信息。
表項有效標記(Item_val)，指示該條報文編輯指令是否能夠解釋，對於解釋不了的報文編輯指令，通過該表項可控制報文的丟棄。
報文添加指示(add_byte_number)，是指需要添加的字節數，比如對於前述2層mpls報文的頂層標籤交換需要在數據總線上插入新的鏈路層頭和新的標籤。
添加內容指示(s1_val、s2_val)，是指需要添加的內容，比如前述2層mpls報文的頂層標籤交換需要插入新標籤的棧底屬性等。
報文刪除指示(del_byte_number)，是指需要添加的字節數，比如對於前述2層mpls報文的頂層標籤交換需要刪除舊的鏈路層頭和舊的標籤，則在舊的報文頭到時通過修改報文頭是否有效屬性，實行舊報文頭的刪除。
再生報文頭位置指示(sop_position)，是指由於報文編輯改變了報文頭的位置，需要通過該表項指定新的報文頭位置。
查找表中還可以添加一些其他信息，即原本需要邏輯判斷的內容都可以通過查找表獲得。
查找表可以通過ROM實現，預置關鍵的報文編輯信息到ROM。有新的報文編輯類型增加時，則用更新後的查找表替代原表。
查找表還可以利用雙埠RAM實現，由CPU來配置查找表的內容，則能夠實現報文編輯的可編程。一方面根據需要動態修改查找表的內容，增加報文編輯的靈活性；另一方面，如需增加新的報文編輯類型，則只需要給新的報文編輯類型賦予新的編碼指令，並在查找表中增加解釋表項即可。
如圖5和圖6所示，完整的報文編輯過程如下1、輸入報文首先進入轉發引擎模塊；2、根據轉發表獲得報文的轉發動作；3、根據報文編輯指令集對報文轉發動作進行分析，生成報文的編輯指令；4、報文編輯指令翻譯模塊對照查找表對報文編輯指令進行翻譯；報文編輯指令翻譯部分就是一個報文編輯指令查找表。
報文編輯指令先於待編輯報文到達，以使報文編輯指令翻譯模塊提前對報文編輯指令進行解釋，以報文編輯指令為索引，對照查找表對報文編輯指令進行翻譯即可得到具體的報文修改動作，包括報文刪除指示、報文添加指示和報文添加內容編輯指示三部分。
5、報文編輯指令執行模塊執行翻譯後的報文編輯指令；報文編輯指令執行模塊的添加執行部分根據報文添加指示在數據總線上插入添加內容，並寫入fifo；刪除執行部分根據刪除指示刪除報文，然後寫入fifo。
6、位序調整模塊對編輯後的報文進行位序調整；7、將位序調整後的報文輸出。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉該技術的人在本發明所揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種報文編輯電路，其特徵在於，包括順序相連的報文輸入端、報文轉發引擎模塊、報文編輯模塊和報文輸出端，報文轉發引擎模塊根據報文編輯指令集分析輸入報文，生成報文編輯指令，報文編輯模塊接收報文編輯指令，根據查找表對報文進行編輯後經報文輸出端輸出。
2.根據權利要求1所述的報文編輯電路，其特徵在於，報文轉發引擎模塊包括轉發表，獲取報文轉發動作；報文編輯指令生成模塊，根據報文編輯指令集將所述報文轉發動作轉化為報文編輯指令。
3.根據權利要求1所述的報文編輯電路，其特徵在於，報文編輯模塊包括報文編輯指令翻譯模塊，根據查找表對報文編輯指令進行翻譯；報文編輯指令執行模塊，根據所述翻譯後的報文編輯指令，執行報文的添加和刪除動作；位序調整模塊，對編輯後的報文進行位序調整，消除字節或比特空缺。
4.一種報文編輯方法，其特徵在於，A、構造報文編輯指令集和查找表；B、轉發引擎模塊根據報文編輯指令集對輸入的報文進行分析，生成報文編輯指令；C、報文編輯模塊接收報文編輯指令，在所述查找表中找到對應的解釋內容，根據所述解釋內容對報文進行編輯。
5.根據權利要求4所述的報文編輯方法，其特徵在於，步驟C具體包括如下步驟根據查找表翻譯報文編輯指令；執行翻譯後的報文編輯指令；對編輯後的報文進行位序調整。
6.根據權利要求4所述的報文編輯方法，其特徵在於，報文編輯指令集的構造是將報文編輯分解為添加和剝離兩個動作進行編碼。
7.根據權利要求4所述的報文編輯方法，其特徵在於，查找表解釋內容包括報文添加指示、添加內容指示和報文刪除指示。
8.根據權利要求7所述的報文編輯方法，其特徵在於，查找表解釋內容包括再生包頭指示信號的位置信息及原本需要邏輯判斷的內容。
9.根據權利要求4、6或7所述的報文編輯方法，其特徵在於，報文編輯指令集和查找表利用雙埠RAM實現，由CPU進行配置，實現報文編輯的可編程。
10.根據權利要求4、6或7所述的報文編輯方法，其特徵在於，報文編輯指令集和查找表通過ROM實現，利用新表替換舊錶的方式添加新的報文編輯指令信息。
全文摘要
本發明涉及一種報文編輯電路，包括順序相連的報文輸入端、報文轉發引擎模塊、報文編輯模塊和報文輸出端，在轉發引擎模塊中構造報文編輯指令集，在報文編輯模塊中構造查找表。本發明還涉及一種報文編輯方法，輸入報文首先進入轉發引擎，通過轉發表進行報文轉發，利用報文編輯指令集分析生成報文編輯指令，報文編輯模塊對照查找表進行報文編輯指令的翻譯，並執行報文編輯動作，進行位序調整後輸出已編輯報文。查找表可利用雙埠RAM實現，由CPU來配置查找表的內容，還可利用ROM實現，定期更新。本發明方案簡化了報文編輯動作，能夠節約大量邏輯判斷所需要的資源，且能夠實現報文編輯的可編程，具有良好的擴展性。
文檔編號H04L12/56GK1949736SQ20051010028
公開日2007年4月18日 申請日期2005年10月10日 優先權日2005年10月10日
發明者石磊 申請人:華為技術有限公司