[发明专利]一种TCAM资源调度方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及TCAM技术领域，尤其涉及一种TCAM控制方法及装置。

背景技术

在传统的路由器或类似网络设备中，路由器一般承担着控制层面的处理以及数据层面的处理。控制层面的处理主要包括路由的学习用来指导数据层面如何转发一份IP报文。这种方式的问题是路由器需要比较强大的处理器来完成控制和数据两个层面的处理。在三层以太网交换机中，这个问题得到了一定的缓解，三层交换机使用转发芯片这样的硬件来完成IP报文的转发。然而三层交换机的接口类型比较单一，无法替代路由器在大型网络中的核心作用。

TCAM技术的发展为路由器的开发提供了一种新的选择。TCAM(ternary content addressable memory)是一种三态内容寻址存储器，主要用于快速查找ACL（访问控制列表）、单播转发表、组播转发表等各种类型内部数据表。TCAM中每个bit位有三种状态，除掉“0”和“1”外，还有一个“don’t care”状态，所以称为“三态”。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种TCAM资源调度装置，应用于网络设备上，该装置包括：表项生成单元、表项下发单元以及查找调度单元，其中

表项生成单元，用于生成N种类型的表项，其中N为大于或等于2的自然数；

表项下发单元，用于将同一类型的多个表项及对应的类型标记分散下发到至少两片TCAM中；

查找调度单元，用于向至少两片TCAM下发查表指令，其中该指令携带有表项Key值以及对应的类型标记。

本发明还提供一种TCAM资源调度方法，应用于网络设备上，该方法包括如下步骤：

生成N种类型的表项，其中N为大于或等于2的自然数；

将同一类型的多个表项及对应的类型标记分散下发到至少两片TCAM中；

向至少两片TCAM下发查表指令，其中该指令携带有表项Key值以及对应的类型标记。

相较于现有技术而言，本发明将一次表项查找分担到多片TCAM上执行，有效地降低了单片TCAM的功耗，进而降低了其发热量，有效地保障了其寿命及使用过程中的可靠性。

附图说明

图1是典型的TCAM各种工作方式示意图。

图2是典型的TCAM发热较大的表项组织示意图。

图3是本发明一种实施方式中TCAM资源调度装置逻辑结构以及硬件环境示意图。

图4是本发明一种实施方式中TCAM资源调度方法处理流程图。

图5是本发明一种实施方式中表项组织示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述。

参看图1，TCAM是按照内容匹配来进行查找，TCAM的硬件设计方式一般有三种。其中TCAM的典型查找流程为：包处理器（比如NP或ASCI）从报文头提取信息，整理成查找TCAM所需要的数据格式，整理完的信息称为key（比如目的IP地址等）。接下来，将key送入TCAM与待查找的表中的所有表项对照，匹配到后将对应地址输出，对应地址在这里称为索引Index。然后再到存放关联数据的存储器中根据Index获取关联数据，关联数据在这里称为结果result。result通常是下一条IP地址以及出接口等转发结果信息。包处理器得到result之后就知道如何转发和封装报文了。

参看图2，以下以TCAM中存储的IP单播转发表（也称为FIB表）和组播转发表项（也称为MC表）为例来说明TCAM是如何运作的。TCAM中所存放的每一个表项通常都是网络设备（以下仅以最典型的路由器为例）的控制层面所下发的。路由器的控制层面通常将属于FIB表或MC表中的所有表项连续存储在一个或者多个TCAM芯片中，比如说FIB表的表项存在第一片TCAM1中，而将MC表的表项存在第二片TCAM2中。这种方式看似简洁有效，然而却存在着较大的可靠性和使用寿命问题。