專利名稱：分組處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分組處理裝置，用于在路由器等中執(zhí)行一個(gè)分組目的地址處理等。
分組處理裝置已經(jīng)使用在路由器等中，用于執(zhí)行一個(gè)分組目的地址處理等。
按照慣例，當(dāng)需要和通過軟件處理時(shí)，分組處理裝置提供執(zhí)行一種分組目的地址處理等、一種QOS信息的解法或一種分組標(biāo)題的新處理的方法。
但是快速處理不能通過軟件處理執(zhí)行分組目的地址處理等的方法加以執(zhí)行。
因此，一種通過硬件配置的實(shí)現(xiàn)方法被認(rèn)為解決了上述問題。
然而，在通過軟件執(zhí)行目的地址處理的情況下，例如用于執(zhí)行一個(gè)分類以通過一個(gè)多字段識(shí)別分組流的多字段(Multi Field)分類表的多個(gè)查閱表、一個(gè)用于執(zhí)行前向具有意識(shí)的流的流目的地址表等，必須被建立，用于處理多協(xié)議或多層。同時(shí)，提供僅僅用于執(zhí)行每一個(gè)上述獨(dú)立地處理的電路或表的配置引起電路刻度擴(kuò)大的問題。
發(fā)明的概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)能夠快速地執(zhí)行一個(gè)分組目的地址處理的分組處理裝置。
按照本發(fā)明，一種同于執(zhí)行從傳輸信道中接收的分組目的地址和輸出上述分組到上述傳輸信道的分組處理裝置包括分組接收裝置，用于輸出經(jīng)由上述傳輸信道以定長的拆分信元形式接收的分組，檢索關(guān)鍵字提取裝置，用于從上述分組接收裝置接收的上述信元中提取預(yù)定的檢索關(guān)鍵字，內(nèi)容尋址存儲(chǔ)器(舉例來說，下文中作為CAM提到)，用于基于上述檢索關(guān)鍵字提取裝置提取的上述檢索關(guān)鍵字執(zhí)行檢索和輸出對(duì)應(yīng)于上述關(guān)鍵字的存儲(chǔ)器地址，相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)最少的地址信息和輸出存儲(chǔ)在輸入存儲(chǔ)器地址的信息，相關(guān)數(shù)據(jù)讀取裝置，用于基于從上述CAM中接收的上述存儲(chǔ)器地址計(jì)算上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)器地址和把存儲(chǔ)器地址供給上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，目的地址裝置，用于基于通過上述相關(guān)數(shù)據(jù)讀取裝置讀取的上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的信息，執(zhí)行特殊信元的目的地址，和提供分組發(fā)射裝置，用于把從上述目的地址裝置接收的信元送回到分組和輸出分組到上述傳輸信道。分組處理裝置的特征在于上述分組接收裝置、檢索關(guān)鍵字提取裝置、CAM、相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、相關(guān)數(shù)據(jù)讀取裝置、目的地址裝置和分組發(fā)射裝置執(zhí)行一個(gè)流水線過程。
分組接收裝置輸出經(jīng)由上述傳輸信道以定長的拆分信元形式接收的分組。檢索關(guān)鍵字提取裝置從上述分組接收裝置接收的上述信元中提取預(yù)定的檢索關(guān)鍵字。CAM基于通過上述檢索關(guān)鍵字提取裝置提取的上述檢索關(guān)鍵字執(zhí)行檢索和輸出對(duì)應(yīng)于上述關(guān)鍵字的存儲(chǔ)器地址。相關(guān)數(shù)據(jù)讀取裝置基于從上述CAM中接收的上述存儲(chǔ)器地址計(jì)算上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)器地址和把存儲(chǔ)器地址供給上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。目的地址裝置基于通過上述相關(guān)數(shù)據(jù)讀取裝置讀取的上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的信息執(zhí)行特殊信元的目的地址。和分組發(fā)射裝置把從上述目的地址裝置接收的信元送回到分組和輸出分組到上述傳輸信道。同時(shí)，上述分組接收裝置、檢索關(guān)鍵字提取裝置、CAM、相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、相關(guān)數(shù)據(jù)讀取裝置、目的地址裝置和分組發(fā)射裝置執(zhí)行一個(gè)流水線過程。
順便說一句，上述分組接收裝置、檢索關(guān)鍵字提取裝置、CAM、相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、相關(guān)數(shù)據(jù)讀取裝置、目的地址裝置和分組發(fā)射裝置每一級(jí)的持續(xù)時(shí)間可以這樣構(gòu)成以便至多把設(shè)置的分組到達(dá)時(shí)間間隔輸入到上述分組接收裝置。
同時(shí)，上述分組接收裝置、檢索關(guān)鍵字提取裝置、CAM、相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、相關(guān)數(shù)據(jù)讀取裝置、目的地址裝置和分組發(fā)射裝置的處理時(shí)間可以被這樣構(gòu)成，以便設(shè)置其短于每一級(jí)的持續(xù)時(shí)間。
此外，分組處理裝置可以這樣構(gòu)成，以使其包括維護(hù)裝置，用于在上述級(jí)的空閑時(shí)間期間執(zhí)行至少一個(gè)上述CAM或相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的維護(hù)。
而且，分組處理裝置可以這樣構(gòu)成，以使其包括緩沖器裝置，用于在上述傳輸信道和上述分組接收裝置之間和在上述傳輸信道和上述分組發(fā)射裝置之間的定時(shí)調(diào)節(jié)。
此外，分組處理裝置可以這樣構(gòu)成，以使其包括運(yùn)算處理裝置，用于在至少一個(gè)到上述分組接收裝置的隨后步驟或一個(gè)到上述分組發(fā)射裝置的前述步驟中執(zhí)行關(guān)于上述信元的預(yù)定處理。
附圖的簡(jiǎn)述

圖1是與本發(fā)明第一實(shí)施例有關(guān)的分組處理裝置的框圖；圖2是與本發(fā)明第一實(shí)施例有關(guān)的分組處理裝置的時(shí)序圖；圖3是與本發(fā)明第二實(shí)施例有關(guān)的分組處理裝置的框圖；圖4是與本發(fā)明第二實(shí)施例有關(guān)的分組處理裝置的時(shí)序圖；圖5是與本發(fā)明第三實(shí)施例有關(guān)的分組處理裝置的框圖；圖6是與本發(fā)明第四實(shí)施例有關(guān)的分組處理裝置的框圖；圖7是與本發(fā)明第五實(shí)施例有關(guān)的分組處理裝置的框圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1是與本發(fā)明第一實(shí)施例有關(guān)的分組處理裝置的框圖。例如可應(yīng)用第一實(shí)施例的分組處理裝置的設(shè)備之一是路由器。
在圖1中，11表示一個(gè)作為分組接收裝置的分組接收電路，12表示一個(gè)作為檢索關(guān)鍵字提取裝置的檢索關(guān)鍵字提取電路，13表示能夠流水線檢索的一個(gè)CAM，14表示一個(gè)作為相關(guān)數(shù)據(jù)提取裝置的匹配入口(Matching Entry)地址接收和相關(guān)數(shù)據(jù)地址發(fā)射電路、15表示一個(gè)作為相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、16表示一個(gè)作為目的地址裝置的檢索結(jié)果(相關(guān)數(shù)據(jù))接收電路，和17表示一個(gè)作為分組發(fā)射裝置的分組發(fā)射電路。并且上面提到的每一個(gè)元件都是由硬件構(gòu)成的。
順便說一句，CAM13不但具有存儲(chǔ)功能，而且具有檢索功能。當(dāng)同樣的數(shù)據(jù)作為預(yù)先存儲(chǔ)在CAM中的數(shù)據(jù)被輸入到CAM13時(shí)，CAM13輸出數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)的CAM13的地址。CAM能夠LPM(最長標(biāo)頭匹配)檢索和各種比特寬度的檢索和能夠快速的執(zhí)行與檢索關(guān)鍵字的比特寬度和種類無關(guān)的檢索。另外，因?yàn)镃AM具有能夠執(zhí)行檢索而不會(huì)招致降低的特征，當(dāng)存儲(chǔ)在CAM13中的數(shù)據(jù)增大時(shí)，即使在數(shù)據(jù)量變得更大的情況下，快速檢索也是可能的。
另一方面，在相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)地址信息、分類信息等分組。
順便說一句，分組接收電路11、檢索關(guān)鍵字提取電路12、匹配入口(MatchingEntry)地址接收和相關(guān)數(shù)據(jù)地址發(fā)射電路14、檢索結(jié)果(相關(guān)數(shù)據(jù))接收電路16和分組發(fā)射電路17構(gòu)成作為分組處理裝置的分組處理部分10。
分組接收電路11接收一個(gè)可變長度的分組，例如一個(gè)IP(網(wǎng)際協(xié)議)分組，同時(shí)輸出固定長度的拆分信元形式的信號(hào)，例如ATM(異步傳輸模式)信元。下文中，從分組接收電路11輸出的信號(hào)稱作信元。
通過n時(shí)鐘流水線的每一級(jí)，從分組接收電路11輸出的信元被處理轉(zhuǎn)接到分組處理裝置的每一個(gè)元件的每一級(jí)(分組接收電路11，檢索關(guān)鍵字提取電路12、CAM13、匹配入口(Matching Entry)地址接收和相關(guān)數(shù)據(jù)地址發(fā)射電路14、相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15、檢索結(jié)果(相關(guān)數(shù)據(jù))接收電路16和分組發(fā)射電路17)。
因?yàn)镮P分組的地址信息和QOS的信息在多數(shù)情況下存儲(chǔ)在首部部分。如果尺寸大于信元的分組被輸入到分組接收電路11和分組被分成多個(gè)信元以從分組接收電路11輸出，僅僅第一到達(dá)信元在每一級(jí)處理，第二到達(dá)的和其后到達(dá)的信元沒有特殊的處理。因此，后來的處理僅僅執(zhí)行在第一到達(dá)信元，同時(shí)流水線的每一級(jí)被轉(zhuǎn)接而不需要處理其它隨后的信元。
首先，檢索關(guān)鍵字提取電路12從分組接收電路11接收的信元中提取一個(gè)所需的檢索關(guān)鍵字。下一步，通過輸入上述檢索關(guān)鍵字到能夠流水線檢索的CAM13，檢索在CAM13中被執(zhí)行。順便說一句，檢索關(guān)鍵字是用于解決傳送分組的目的地和分類詳細(xì)傳送的分組種類的關(guān)鍵字。同時(shí)如果是IP分組，例如標(biāo)題的目的地址的字段、發(fā)送器的地址、協(xié)議類型、服務(wù)類型等作為檢索關(guān)鍵字被使用。
基于從檢索關(guān)鍵字提取電路12輸入的檢索關(guān)鍵字，CAM13執(zhí)行檢索處理，同時(shí)輸出一個(gè)CAM13的存儲(chǔ)器地址(存儲(chǔ)檢索關(guān)鍵字的CAM13的存儲(chǔ)器地址)，作為檢索的過程它是間歇處理的。
匹配入口(Matching Entry)地址接收和相關(guān)數(shù)據(jù)地址發(fā)射電路14接收來自CAM13的上述存儲(chǔ)器地址，和計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15的存儲(chǔ)器地址，其中基于去連接CAM13的地址和相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15的地址的規(guī)則，來自上述存儲(chǔ)器地址的實(shí)際相關(guān)數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)。
然后，通過把存儲(chǔ)器地址從匹配入口(Matching Entry)地址接收和相關(guān)數(shù)據(jù)地址發(fā)射電路14給到相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15，實(shí)際相關(guān)數(shù)據(jù)就可以從相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15獲得。換句話說，相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15輸出從匹配入口(Matching Entry)地址接收和相關(guān)數(shù)據(jù)地址發(fā)射電路14輸入到檢索結(jié)果(相關(guān)數(shù)據(jù))接收電路16的存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)器地址上的數(shù)據(jù)(相關(guān)數(shù)據(jù))。
基于上述相關(guān)數(shù)據(jù)，檢索結(jié)果(相關(guān)數(shù)據(jù))接收電路16執(zhí)行所需首部更新和關(guān)于分組(直接是信元)的目的地址，同時(shí)輸出分組到分組發(fā)射電路17。分組發(fā)射電路17合并多個(gè)通過分組接收電路11分解的信元成一個(gè)分組，并輸出跟新的分組到網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)保持沒有擁擠的速度時(shí)，通過提供n時(shí)鐘在不太大于分組最短到達(dá)時(shí)間間隔(等于定長的信元尺寸)的一個(gè)值上配置的流水線級(jí)，在來自分組接收電路11經(jīng)過本發(fā)明構(gòu)成的流水線的分組成功的到達(dá)的情況下，分組處理成為可能。
在具有提供的n時(shí)鐘流水線的每一級(jí)，在檢索關(guān)鍵字提取電路12和CAM13中不僅每個(gè)分組的一個(gè)檢索處理，而且每個(gè)分組的多個(gè)檢索都成為可能。同時(shí)可以獲得不但一個(gè)，而且多個(gè)與分組有關(guān)的用于執(zhí)行處理的信息。
此外，通過在稍高于從分組接收電路11實(shí)際到達(dá)的分組具有的速度上操作上述流水線配置，流水線過程的每一級(jí)可以提供有周期性的空閑時(shí)間。同時(shí)通過在附圖中未示出的維護(hù)裝置，使用上述空閑時(shí)間，存儲(chǔ)在CAM13中的數(shù)據(jù)的維護(hù)例如審查、跟新等都可以被執(zhí)行。
圖2是在圖1中所示的分組處理裝置的時(shí)序圖。為了簡(jiǎn)化這種敘述，三個(gè)信元成功到達(dá)的情況在圖2中描述。同時(shí)，流水線的時(shí)鐘周期(每一級(jí)的時(shí)鐘號(hào)n)被假定為八個(gè)時(shí)鐘。整個(gè)處理包括由標(biāo)記11到17表示的7個(gè)流水線級(jí)。標(biāo)記11到17中的每一個(gè)描述了具有與圖1中所示分組處理裝置的元件標(biāo)記相同的元件的處理，換句話說，就是從分組接收電路11到分組發(fā)射電路17。下文中，參照?qǐng)D1和圖2詳細(xì)地的描述本發(fā)明第一實(shí)施例的操作。
分組接收電路11經(jīng)由傳輸信道1從網(wǎng)絡(luò)接收分組，同時(shí)輸出由接收的分組分成的定長信元。在本發(fā)明中，上述信元的每一個(gè)都具有八個(gè)時(shí)鐘的長度。通過下文中的八個(gè)時(shí)鐘流水線，上述信元被處理以轉(zhuǎn)接到從檢索關(guān)鍵字提取電路12到分組發(fā)射電路17的每一級(jí)。
當(dāng)接收分組時(shí)，首先，分組接收電路確定何種類型的分組被檢索和什么是所需的檢索關(guān)鍵字，作為按照分組類型的分類方法，在IP分組被包裹的以太網(wǎng)中，通過在以太網(wǎng)的首部確定字段(有效載荷類型)，作為一個(gè)IP分組的分組類型被分類。同時(shí)作為檢索關(guān)鍵字，例如在作為上述提及的IP分組的情況下，提供有首部的目的地址字段、發(fā)送器的地址、協(xié)議類型、服務(wù)類型等。
下一步，檢索關(guān)鍵字提取電路12從信元中提取所需的一個(gè)檢索關(guān)鍵字，同時(shí)通過輸出上述檢索關(guān)鍵字到CAM13來給出一個(gè)檢索指令。順便說一句，本發(fā)明論述的前提是CAM13能夠執(zhí)行檢索，換句話說，檢索響應(yīng)每一個(gè)時(shí)鐘。因此，在執(zhí)行處理的每一級(jí)上，檢索關(guān)鍵字提取電路12不但提取一種、而且提取一種以上適合一級(jí)(在本發(fā)明中，對(duì)于作為提供八個(gè)時(shí)鐘一級(jí)的最大的八個(gè)時(shí)間，檢索是可能的)的檢索關(guān)鍵字，同時(shí)把一個(gè)檢索指令給CAM13。因?yàn)闄z索種類的增加，所以檢索關(guān)鍵字提取電路12執(zhí)行處理的級(jí)的數(shù)量可以增加或流水線時(shí)鐘循環(huán)數(shù)n可以設(shè)置的更大。
CAM13接收來自檢索關(guān)鍵字提取電路12的檢索關(guān)鍵字，和在通過m時(shí)鐘(m自然數(shù))的持續(xù)時(shí)間檢索的結(jié)果下，瞬間發(fā)送地址到匹配入口(MatchingEntry)地址接收和相關(guān)數(shù)據(jù)地址發(fā)射電路14。匹配入口(Matching Entry)地址接收和相關(guān)數(shù)據(jù)地址發(fā)射電路14接收上述地址以計(jì)算存儲(chǔ)實(shí)際相關(guān)數(shù)據(jù)的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15的地址(相關(guān)數(shù)據(jù)地址)，并把相關(guān)數(shù)據(jù)地址給到相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15。如果在檢索關(guān)鍵字提取電路12的處理級(jí)12上執(zhí)行多種檢索，則上述操作相對(duì)于每一個(gè)檢索被重復(fù)。
順便說一句，基于上述相關(guān)數(shù)據(jù)地址，當(dāng)從檢索關(guān)鍵字提取電路12到CAM13的檢索關(guān)鍵字傳送處理、從CAM13到匹配入口(Matching Entry)地址接收和相關(guān)數(shù)據(jù)地址發(fā)射電路14的相關(guān)數(shù)據(jù)地址輸出處理和到相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15的相關(guān)數(shù)據(jù)的讀指令同時(shí)運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行檢索處理而一直沒有浪費(fèi)。
作為檢索的結(jié)果獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)從相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15輸出到檢索結(jié)果(相關(guān)數(shù)據(jù))接收電路16，同時(shí)基于上述相關(guān)數(shù)據(jù)，檢索結(jié)果(相關(guān)數(shù)據(jù))接收電路16執(zhí)行所需首部更新和相對(duì)于分組(直接到信元)的目的地址。順便說一句，如果多種檢索指令在檢索關(guān)鍵字提取電路12中給出，因?yàn)槎喾N相關(guān)數(shù)據(jù)也是可以得到的，則響應(yīng)于在每一個(gè)檢索結(jié)果中獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)的處理是可以完成的，同時(shí)所需的處理可以通過合并多種相關(guān)數(shù)據(jù)或把優(yōu)先權(quán)分配給相關(guān)數(shù)據(jù)予以實(shí)現(xiàn)。
最后，一個(gè)更新的分組從分組發(fā)射電路17經(jīng)由傳輸信道2輸出到網(wǎng)絡(luò)。在圖2中，三個(gè)信元成功的到達(dá)每一級(jí)，同時(shí)如果第一和第二信元構(gòu)成一個(gè)分組，信元將被確定，而無論信元是第一信元，或在分組接收電路11或檢索關(guān)鍵字提取電路12的級(jí)上。同時(shí)如果信元不是第一個(gè)到達(dá)，則上述處理不被執(zhí)行，同時(shí)每一個(gè)流水線被轉(zhuǎn)接。
另外，通過在稍高于從分組接收電路11實(shí)際到達(dá)的分組具有的速度上操作流水線配置，則在流水線處理期間，空閑時(shí)間(級(jí))可以周期性的提供，同時(shí)通過在附圖中未示出的維護(hù)裝置，CAM13或外部存儲(chǔ)器15的維護(hù)可以使用上述空閑時(shí)間予以時(shí)間。
如上所述，涉及第一實(shí)施例的分組處理裝置是一種特別用于執(zhí)行從傳輸信道接收的分組目的地址的分組處理裝置，和輸出上述分組到上述傳輸信道，包括分組接收電路11，用于輸出以定長的拆分信元形式經(jīng)由傳輸信道1接收的分組，檢索關(guān)鍵字提取電路12，用于從上述分組接收電路11接收的上述信元中提取預(yù)定的檢索關(guān)鍵字，CAM13，用于執(zhí)行基于通過上述檢索關(guān)鍵字提取電路12提取的上述檢索關(guān)鍵字的檢索和輸出對(duì)應(yīng)于上述關(guān)鍵字的存儲(chǔ)器地址，相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15，用于存儲(chǔ)最小的地址信息和輸出存儲(chǔ)在輸入存儲(chǔ)器地址的信息，匹配入口地址接收和相關(guān)數(shù)據(jù)地址發(fā)射電路14，用于基于從上述CAM13中接收的上述存儲(chǔ)器地址計(jì)算對(duì)應(yīng)于上述CAM13的存儲(chǔ)器地址的上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15的存儲(chǔ)器地址和把存儲(chǔ)器地址供給上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15，檢索結(jié)果(相關(guān)數(shù)據(jù))接收電路16，用于基于通過上述匹配入口地址接收和相關(guān)數(shù)據(jù)地址發(fā)射電路14讀取的上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15的信息，執(zhí)行特殊信元的目的地址，和分組發(fā)射電路17，用于通過合并來自檢索結(jié)果接收電路16的信元來產(chǎn)生分組，和輸出分組到上述傳輸信道2。分組處理裝置的特征在于上述分組接收電路11、檢索關(guān)鍵字提取電路12、CAM13、相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15、匹配入口地址接收和相關(guān)數(shù)據(jù)地址發(fā)射電路14、檢索結(jié)果接收電路16和分組發(fā)射電路17執(zhí)行一個(gè)流水線過程。
當(dāng)保持沒有擁擠的速度時(shí)，通過提供n時(shí)鐘在不太大于分組最短到達(dá)時(shí)間間隔(等于定長的信元尺寸)的一個(gè)值上配置的流水線級(jí)，在來自分組接收電路11經(jīng)過本發(fā)明構(gòu)成的流水線的分組成功的到達(dá)的情況下，分組處理成為可能。因此，本發(fā)明的分組處理裝置可以應(yīng)用的，例如用到高速路由器的轉(zhuǎn)發(fā)引擎。
同時(shí)在具有提供的n時(shí)鐘流水線的每一級(jí)，在檢索關(guān)鍵字提取電路12和CAM13中不僅每個(gè)分組的一個(gè)檢索處理，而且多個(gè)檢索處理也是可能的，同時(shí)不但相對(duì)于一個(gè)分組的一個(gè)而且多個(gè)處理可以被執(zhí)行或相對(duì)于一種被分配給通過多個(gè)檢索獲得的優(yōu)先權(quán)的相關(guān)數(shù)據(jù)的處理也可以被執(zhí)行。
此外，通過在一個(gè)CAM13中建立多個(gè)表，在一個(gè)電路中的控制和檢索成為可能，這歸因于電路的按比例縮小。
圖3是涉及本發(fā)明第二實(shí)施例的分組處理裝置的框圖，同時(shí)它的附圖標(biāo)記與圖1中的附圖標(biāo)記相同。同時(shí)圖4是顯示圖3示出的分組處理裝置的時(shí)序圖。
與上述第一實(shí)施例不同的第二實(shí)施例包括一個(gè)作為緩沖器裝置的用于調(diào)節(jié)處理的時(shí)序的輸入緩沖器18，它輸出接收的分組到分組接收電路11；和一個(gè)作為緩沖器裝置的用于調(diào)節(jié)處理的時(shí)序的輸出緩沖器19，它輸出從分組發(fā)射電路17接收的分組。
在第二實(shí)施例中，從分組接收電路11到分組發(fā)射電路17的流水線級(jí)具有一個(gè)短于輸入分組到輸入緩沖器18的周期和從輸出緩沖器19輸出分組周期的周期。因此，輸入緩沖器18和輸出緩沖器19被建立，用于執(zhí)行在傳輸信道1和2之間發(fā)射的分組周期的調(diào)節(jié)和在分組處理裝置中時(shí)序的處理。
因此，免除任何種類的處理空閑時(shí)間(圖4中的M)可以被提供在分組處理裝置中，通過與外部到達(dá)分組的周期相比縮短在分組處理裝置中的流水線周期。同時(shí)，不需要任何復(fù)雜的沖突控制，上述的空閑時(shí)間可以被利用執(zhí)行存儲(chǔ)在CAM13或相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15中的數(shù)據(jù)的更新。
圖4是一個(gè)時(shí)序圖的實(shí)例。換句話說，輸入到輸入緩沖器18的信元周期和從輸出緩沖器19輸出的信元周期彼此是相同的，同時(shí)從分組接收電路11到分組發(fā)射電路17的流水線處理被執(zhí)行在輸入到輸入緩沖器18的信元周期和從輸出緩沖器19輸出的信元周期的五分之四個(gè)周期內(nèi)。
因此，即使信元在輸入緩沖器18和輸出緩沖器19的周期內(nèi)成功的到達(dá)的情況下，免除任何種類的處理的一級(jí)確實(shí)提供有相對(duì)于分組接收電路11到分組發(fā)射電路17的一級(jí)的五分之一周期。
圖5是涉及本發(fā)明第四實(shí)施例的分組處理裝置的框圖，同時(shí)它的附圖標(biāo)記與圖1中的附圖標(biāo)記相同。
在與上述第一實(shí)施例不同的第三實(shí)施例中在分組接收電路11和檢索關(guān)鍵字提取電路12之間提供一個(gè)算術(shù)處理電路110。
盡管當(dāng)可變長度的分組被接收時(shí)，上述第一和第二實(shí)施例被這樣安置以使僅僅處理一個(gè)第一到達(dá)信元，一種可能性出現(xiàn)了，其中所有的分組必須執(zhí)行預(yù)定的算法，例如在路由器等中分組的加密。因此，提供算術(shù)處理電路110，其中不僅相對(duì)于第一到達(dá)信元，而且相對(duì)于其它信元的一個(gè)預(yù)定的算術(shù)處理被執(zhí)行。作為關(guān)于分組的一個(gè)預(yù)定算法處理的實(shí)例，在以太網(wǎng)分組的末端的執(zhí)行幀檢驗(yàn)序列的處理被命名。這樣，處理在所有可變長度的分組上執(zhí)行算法處理的結(jié)果是可能的。
圖7是與本發(fā)明第五實(shí)施例有關(guān)的分組處理裝置的框圖，同時(shí)它的附圖標(biāo)記與圖1、3、5、6中的附圖標(biāo)記相同。
第五實(shí)施例的配置包括從第二實(shí)施例到第四實(shí)施例的所有元件，因此不需要任何復(fù)雜的沖突控制就可以執(zhí)行CAM13和相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15的維護(hù)。
另外，因?yàn)樯鲜龅谌龑?shí)施例到第五實(shí)施例具有提供的算法處理電路110，用于至少在到分組接收電路11的一個(gè)隨后步驟和到分組發(fā)射電路17的先前步驟上，通過執(zhí)行關(guān)于信元的一個(gè)預(yù)定處理，在所有分組上執(zhí)行一個(gè)預(yù)定處理(例如，保密的處理或FCS的包括)，在更新標(biāo)題信息之后當(dāng)接收或執(zhí)行一個(gè)關(guān)于所有分組的一個(gè)預(yù)定算法處理時(shí)執(zhí)行一個(gè)相對(duì)于分組的特殊的算法處理成為可能。
按照本發(fā)明，分組目的地址等的處理可以使用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)快速的執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.一種分組處理裝置，用于在從所述傳輸信道接收的所述分組上執(zhí)行目的地址之前輸出分組到傳輸信道，它包括分組接收裝置，用于輸出經(jīng)由上述傳輸信道以定長的拆分信元形式接收的分組，檢索關(guān)鍵字提取裝置，用于從上述分組接收裝置接收的上述信元中提取預(yù)定的檢索關(guān)鍵字，CAM，用于基于通過上述檢索關(guān)鍵字提取裝置提取的上述檢索關(guān)鍵字執(zhí)行檢索和輸出對(duì)應(yīng)于上述關(guān)鍵字的存儲(chǔ)器地址，相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，用于至少存儲(chǔ)目的地址信息和輸出存儲(chǔ)在輸入存儲(chǔ)器地址的信息，相關(guān)數(shù)據(jù)讀取裝置，用于基于從上述CAM中接收的上述存儲(chǔ)器地址計(jì)算上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)器地址和把存儲(chǔ)器地址供給上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，目的地址裝置，用于基于通過上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置讀取的上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的信息，執(zhí)行特殊信元的目的地址，和分組發(fā)射裝置，用于把從上述目的地址裝置接收的信元送回到分組和輸出分組到上述傳輸信道，其中所述分組接收裝置、檢索關(guān)鍵字提取裝置、CAM、相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、相關(guān)數(shù)據(jù)讀取裝置、目的地址裝置和分組發(fā)射裝置執(zhí)行一個(gè)流水線處理。
2.按照權(quán)利要求1的分組處理裝置，其中所述分組接收裝置、檢索關(guān)鍵字提取裝置、CAM、相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、相關(guān)數(shù)據(jù)讀取裝置、目的地址裝置和分組發(fā)射裝置的每一級(jí)的持續(xù)時(shí)間被設(shè)置在不超過輸入到所述分組接收裝置的分組的到達(dá)時(shí)間間隔內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求2的分組處理裝置，其中所述分組接收裝置、檢索關(guān)鍵字提取裝置、CAM、相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、相關(guān)數(shù)據(jù)讀取裝置、目的地址裝置和分組發(fā)射裝置的處理時(shí)間被設(shè)置為不超過每一級(jí)的持續(xù)時(shí)間。
4.按照權(quán)利要求3的分組處理裝置，包括維護(hù)裝置，用于在所述級(jí)的空閑時(shí)間期間執(zhí)行至少上述CAM或相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置之一的維護(hù)。
5.按照權(quán)利要求1-4中至少一個(gè)的分組處理裝置，包括緩沖器裝置，用于在上述傳輸信道和上述分組接收裝置之間和在上述傳輸信道和上述分組發(fā)射裝置之間的定時(shí)調(diào)節(jié)。
6.按照權(quán)利要求1-5中至少一個(gè)的分組處理裝置，包括運(yùn)算處理裝置，用于在至少一個(gè)到上述分組接收裝置的隨后步驟或一個(gè)到上述分組發(fā)射裝置的前述步驟中執(zhí)行關(guān)于上述信元的預(yù)定處理。
全文摘要
本發(fā)明披露了分組處理裝置，其中分組接收電路11把從傳輸信道1接收的分組分成固定長度的信元和輸出該信元；檢索關(guān)鍵字提取電路12從上述信元中提取預(yù)定的檢索關(guān)鍵字；CAM13基于上述檢索關(guān)鍵字執(zhí)行檢索和輸出對(duì)應(yīng)于上述關(guān)鍵字的存儲(chǔ)器地址；匹配入口地址接收和相關(guān)數(shù)據(jù)地址發(fā)射電路14基于上述存儲(chǔ)器地址計(jì)算上述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15的存儲(chǔ)器地址和輸出作為相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)在相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15中的信息；檢索結(jié)果(相關(guān)數(shù)據(jù))接收電路16接收上述相關(guān)數(shù)據(jù)和執(zhí)行上述信元的首部更新和目的地址，和分組發(fā)射電路17輸出上述分組形式的信元到傳輸信道2。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1396748SQ02119229
公開日2003年2月12日 申請(qǐng)日期2002年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月11日
發(fā)明者加賀野井晴大, 鎮(zhèn)目大, 生貝康行 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社