[发明专利]用于IP与MAC地址映射表的压缩存储及快速查找系统及方法

权利要求书

1.一种用于IP与MAC地址映射表的压缩存储及快速查找系统，其特征在于，该系统包括：

IP地址拆分单元，用于将IP地址划分为：大概率IP字段、寻址字段、其它字段；其划分规则为：将IP地址以二进制数表示，以8位为单位被分割，32位的IP地址被分割成4个字段，转换为十进制，即采用点分十进制描述方法，预先设定一个大概率阈值；哪个字段的十进制数相同的次数最少，则被划分为寻址字段；哪些字段相同的次数超过大概率阈值，则被划分为大概率字段；未被选中的即为其他字段；

寄存器组，用于存放大概率IP字段和对应的生命周期倒计时器；设置多个寄存器组，并对寄存器组进行依次编号，用寄存器组的对应编号来表示其对应的大概率IP字段；

存储单元阵列，用于存放数据块组成的阵列，阵列的行数为2的“寻址位宽”次幂，寻址位宽即寻址字段的二进制位宽度，寻址地址作为存储单元阵列的行编号；列数为允许冲突点的个数，允许冲突点为具有相同寻址字段，但大概率IP字段或其它字段相异的IP地址；数据块的数据结构为：其它字段、MAC地址、寄存器组对应的编号、该数据块对应的生命周期倒计时器；

地址写入单元，用于获取需要写入的IP地址和对应的MAC地址，并将IP地址和MAC地址按照寄存器组和存储单元阵列的数据结构写入其中；

地址读取单元，用于获取需要读取的IP地址，根据其寻址字段读取存储单元阵列，并根据读取到的编号进而读取寄存器组，读取成功后返回数据块中存储的MAC地址。

2.根据权利要求1所述的用于IP与MAC地址映射表的压缩存储及快速查找系统，其特征在于，寄存器组中的数据结构具体为：

大概率IP字段：记作IP[m:n]，表示IP地址区间中，动态指定的大概率字段的上限位标n及下限位标m；

寄存器组的生命周期倒计时器：记作reg_alive_s_time，采用16位宽的计时器，以满足TCP_IP协议要求。

3.根据权利要求1所述的用于IP与MAC地址映射表的压缩存储及快速查找系统，其特征在于，寄存器组的设置个数为：

寄存器组的编号记作reg_id，若编号reg_id的位宽为k，则它最多描述2的k次幂个寄存器组，为了节省资源，选择满足条件的最小整数值作为寄存器组的数量。

4.根据权利要求1所述的用于IP与MAC地址映射表的压缩存储及快速查找系统，其特征在于，存储单元阵列的数据块中的数据结构具体为：

其它字段：记作others_ip，即IP地址中除了大概率IP字段和寻址字段外的值，长度为N个byte；

MAC地址：记作mac_addr，长度为6byte；

寄存器组对应的编号，记作reg_id；

该数据块对应的生命周期倒计时器，记作block_alive_s_time，reg_id和block_alive_s_time的长度共2byte。

5.根据权利要求1所述的用于IP与MAC地址映射表的压缩存储及快速查找系统，其特征在于，该系统还设置有全局清零的功能，当需要清零时CPU控制系统各单元重新回归到原始状态。

6.一种用于IP与MAC地址映射表的压缩存储及快速查找方法，采用权利要求1所述的用于IP与MAC地址映射表的压缩存储及快速查找系统，其特征在于，包括以下步骤：

地址映射表的写入流程：获取需要写入的IP地址和对应的MAC地址，并将IP地址和MAC地址按照寄存器组和存储单元阵列的数据结构写入其中；

地址映射表的读取流程：获取需要读取的IP地址，根据其寻址字段读取存储单元阵列，并根据读取到的编号进而读取寄存器组，读取成功后返回数据块中存储的MAC地址。