[发明专利]一种转发信息表的读写方法及网络处理器

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种转发信息表的读写方法及网络处理器。

背景技术

转发信息表(Forward Information Base，FIB)是数据通信中为网络设备(例如网桥、交换机或路由器等)提供将数据包转发至目的地址的信息表，存储于网络硬件的网络处理器(Network Processor，NP)中，其结构示意图可以参见图1，FIB表采用二叉查找树(Binary Search Tree，Btree)结构，每一个非空节点对应一个FIB表项。Btree结构中除最后一层(Branch)节点外的其它层的节点可以称为非叶子节点，用于存储关键字(Key)例如网络协议(Internet Protocol，IP)地址，最后一层的节点可以称为叶子节点，用于存储与非叶子节点对应的相关数据(Associated Data，AD)例如下一跳IP地址或端口号，以根据数据包中的目的地址和FIB表将数据包转发至下一跳网络设备。

通常，一部分FIB表项存储在网络处理器的片内存储器中，另一部分包括叶子节点的表项存储在网络处理器的片外存储器中。Btree中存储于片内存储器中或片外存储器中的一些连续的层可以为一个节点区Stage，例如，可以是连续的2层为一个节点区，也可以是连续的3层为一个节点区，参见图1所示的结构示意图，片外存储器可以存储序号为0至n的n+1个节点区。在任一节点区内，其中的F个节点存储于同一存储地址对应的存储空间内，该F个节点可以称为一个节点块，如图1所示，一个节点区内可以有多个节点块。在任一节点区中，可以按从右到左的顺序对节点块进行编号，该编号可以称为节点块的row地址。任意一个节点块的存储地址对应一个节点块的row地址。

由于网络设备的增删等原因使得网络拓扑结构发生变化从而需要修改FIB表中的Key和其对应的AD时，需要读写每一节点区的节点并返回响应。其中，Key和AD之间存在一种维护操作序列：当待修改的Key和其对应的AD不在同一节点区时，网络设备的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)先向NP发送一个用于修改AD的带标志的写AD请求，例如带Post标志的写AD请求，再发送一个用于修改Key的不带Post标志的写Key请求，Post标志可以用于指示写AD请求在读写完节点区(n-1)后暂不读写节点区n，而在返回写AD请求的响应以通知NP已读写完节点区(n-1)后，暂时保存该写AD请求，以等待写Key请求执行完修改Key的操作，并读写完节点区(n-1)且返回写Key请求的响应以通知NP已读写完节点区(n-1)后，才触发写AD请求执行修改节点区n中的AD，从而使得修改Key和修改AD在写Key请求读写Btree的流程中均被执行。

通常，由于片外存储器处理速度慢，单次查找FIB表的周期长，因而可以通过在NP与片外存储器之间增加高速缓存器Cache，来解决片外存储器处理速度慢的问题。

增加Cache后，在读写片外任一节点区时，网络设备的CPU发送的命令需要通过Cache发送到片外存储器。Cache中有多个先进先出的消息队列，针对同一节点块的row地址对应的节点进行操作的命令存放于同一消息队列中，不同消息队列中的命令根据调度机制进行轮流调度并返回响应至NP的处理器，以通知NP的处理器已读写完当前节点区。其中，同一节点块的row地址对应的命令是指，该命令是针对该row地址对应的节点块中的节点的命令。当待修改的Key和其对应的AD不在同一节点区，Key所在的节点块的row地址和AD所在的节点块的row地址不同时，写Key请求和写AD请求不在同一消息队列。若对写Key请求所在的消息队列的调度先于写AD请求所在的消息队列，则可能出现写Key请求读写完当前节点区后的响应先于写AD请求读写完当前节点区后的响应返回，当然也可能出现写Key请求读写完节点区(n-1)后的响应先于写AD请求读写完节点区(n-1)后的响应返回，因而无法通过写Key请求在读写完节点区(n-1)后返回的响应触发写AD请求对节点区n中的AD进行修改，则修改Key和修改AD不能在写Key请求读写Btree的流程中同时被执行，从而使得时间上在写Key请求之后发送的路由查找请求查找到的是修改后的Key和修改前的AD，即在Key和其对应的AD不能同步修改的情况下，使得路由查找结果中的Key和AD不匹配，导致路由查找结果出错，从而引起数据包转发出错。

发明内容