处理数据的网络设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种用于数据网络中处理数据的网络设备，所述网络设备包括：多个端口，接收数据包并发送已处理的数据包；修改引擎，与所述多个端口通信，分析、评估和修改数据包以生成处理后的数据包；一组搜索引擎流水线级，与所述修改引擎通信，通过多个搜索引擎执行查找搜索；其中所述一组搜索引擎流水线级按照顺序处理步骤执行搜索请求，其中任何一级搜索引擎流水线可以向所述多个搜索引擎提交特定的搜索请求，并在对应的步骤中接收特定数据包所特有的搜索结果。

【技术实现步骤摘要】
处理数据的网络设备和方法
本专利技术涉及在网络中处理数据的网络设备，更具体地，涉及一种用于网络设备以实现处理的多功能性和可扩展性的流水线结构。
技术介绍
一个网络可能包括一个或者多个网络设备，例如以太网交换机，每一个网络设备又包括多个用来处理网络设备转发的信息的模块。具体来说，该设备可能包括设计成通过网络发送和接收数据的接口模块，还包括内存管理单元(MMU)，该单元是用来存储将要被传送或用来作进一步处理的数据，还包括解析模块，该模块可以根据指令来检查和处理数据。该解析模块包括决定应该将数据定向到哪个目的端口的交换机制。该网络设备的一个端口可能是CPU端口，该端口可以使该网络设备向外部的交换/路由控制实体或CPU发送信息，或从外部的交换/路由控制实体或CPU接收信息。很多网络设备像以太网交换机这样工作，数据包从多个端口进入网络设备，先经过交换和其他的处理，然后MMU将数据包转发到一个或者多个目的端口。MMU使得在多个不同的端口之间共享数据包缓存，为输入口、输出口以及每级服务队列提供资源保证。然而，多数现有技术衷的网络设备不具备扩展性，同时其功能也有局限。另外一些情况中，如果现有技术中的设备具有很丰富的多功能性，那么当他们在处理特定功能时速度很慢。因此，非常需要一种强大又具扩展性的网络设备。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种在数据网络中处理数据的网络设备，所述网络设备包括：-->多个端口，接收数据包并发送已处理的数据包；修改引擎，与所述多个端口通信，分析、评估和修改数据包以生成处理后的数据包；一组搜索引擎流水线级，与所述修改引擎通信，通过多个搜索引擎执行查找搜索；其中所述一组搜索引擎流水线级按照顺序处理步骤执行搜索请求，其中任何一级搜索引擎流水线可以向所述多个搜索引擎提交特定的搜索请求，并在对应的步骤中接收特定数据包所特有的搜索结果。优选地，所述一组搜索引擎流水线级中的每一级在所述网络设备的预定时钟周期数内执行其各自的处理。优选地，所述一组搜索引擎流水线级通过时分复用请求/结果环与所述多个搜索引擎通信。优选地，所述多个搜索引擎对存储在网络设备外部的存储器中的外部表执行搜索。优选地，所述多个搜索引擎从多个搜索引擎流水线级中接收并发的搜索请求。优选地，所述多个搜索引擎包括基于算法的搜索引擎和基于内容可寻址存储器的搜索引擎两者中的至少一个。优选地，每个搜索引擎流水线级基于所述特定的搜索请求确定将要执行的搜索类型和将要使用的搜索引擎。根据本专利技术的一个方面，提供一种在网络设备中处理数据的方法，所述方法包括如下步骤：通过网络设备的多个端口接收数据包；处理所述接收的数据包，从而对所述接收的数据包进行分析、评估和修改以生成处理后的数据包；通过一组搜索引擎流水线级执行表的查找搜索；将所述处理后的数据包传送到所述多个端口中的输入口；其中任何一级搜索引擎流水线可以向所述多个搜索引擎提交特定的搜索-->请求，并在对应的步骤中接收特定数据包所特有的搜索结果。优选地，执行所述执行查找搜索的步骤中，每一级搜索引擎流水线在所述网络设备的预定时钟周期数内执行其各自的处理。优选地，所述执行表的查找搜索的步骤包括通过与所述多个搜索引擎通信的时分复用请求/结果环发送和接收搜索请求和搜索结果。优选地，所述执行表的查找搜索的步骤包括对存储在所述网络设备外部的存储器内的外部数据表执行搜索。优选地，所述执行表的查找搜索的步骤包括传送来自多个搜索引擎流水线级的并发搜索请求。优选地，所述执行表的查找搜索的步骤包括使用包括基于算法的搜索引擎和基于内容可寻址存储器的搜索引擎两者中至少一个的搜索引擎执行搜索。根据本专利技术的一个方面，提供一种处理数据的网络设备，包括：接收数据包和传送处理后的数据包的端口装置；处理所述接收的数据包，从而分析、评估和修改所述接收的数据包以生成处理后数据包的处理装置；通过一组搜索引擎流水线级执行表的查找搜索的查找搜索装置；其中所述查找搜索装置允许任何一级搜索引擎流水线可以向所述多个搜索引擎中的至少一个提交特定的搜索请求，并在对应的步骤中接收特定数据包所特有的搜索结果。优选地，所述查找搜索装置确保所述一组搜索引擎流水线级中的每一级在所述网络设备的预定时钟周期数内执行其各自的处理。优选地，所述查找搜索装置对存储在网络设备外部的存储器中的外部表执行搜索。优选地，所述多个搜索引擎从所述查找搜索装置中接收并发的搜索请求。优选地，所述查找搜索装置使用包括基于算法的搜索引擎和基于内容可寻址存储器的搜索引擎两者中至少一个的搜索引擎执行搜索。优选地，所述查找搜索装置基于所述特定的搜索请求确定将要执行的搜索类型和将要使用的搜索引擎。-->附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的网络设备的示意图；图2是根据本专利技术一个实施例使用网络设备的端口进行通信的示意图；图3a是网络设备使用的位于网络设备外部的共享存储器的结构示意图；图3b是图3a中共享存储器结构的单元缓冲池的示意图；图4是由存储器管理单元用于资源分配限制以确保对资源的公平访问的缓存器管理机构的示意图；图5是根据本专利技术某些实施例的2级分析器的示意图；图6是根据本专利技术某些实施例的与互连端口一起使用的另一分析器的示意图；图7是根据本专利技术某些实施例的结果匹配器的示意图；图8是用于本专利技术的输出口仲裁器的配置示意图；图9是根据本专利技术的搜索引擎的结构示意图。具体实施方式以下对本专利技术的一些优选实施例进行介绍，相关的例子在附图中示出。图1所示为实现本专利技术一个实施例的网络设备例如交换芯片的示意图。设备100包括输入口/输出口模块112和113、存储器管理单元(MMU)115、分析器130和搜索引擎120。输入口/输出口模块用于数据缓存以及发送数据至分析器。分析器130分析接收的数据并基于已分析的数据利用搜索引擎120执行查找。存储器管理单元115的主要功能是即使在严重堵塞的情况下，也可以以可预测方法有效地管理单元缓存和数据包指针资源。通过这些模块，会发生数据包修改，并且数据包可发送到合适的目的端口。根据本专利技术的几个实施例，设备100还可以包括一个内部交织高速端口(internal fabric high speed port)例如HiGigTM或高速端口108、一个或多个外部以太网端口109a-109x以及一个CPU端口110。高速端口108用于在系统中-->互连各种网络设备，从而组成一个内部交换网，用于在外部源端口与一个或多个外部目的端口之间传输数据包。这样，高速端口108在包括多个互相连接的网络设备的系统外部是不可见的。CPU端口110用于发送信息给外部交换/路由控制实体或CUP，以及从其中接收信息。根据本专利技术的一个实施例，CUP端口110可视为外部以太网端口109a-109x中的一个。设备100通过CPU处理模块111(如CMIC，其与连接设备100与外部CPU的PCI数据总线连接)与外部/片外CPU连接。此外，搜索引擎模块120可附加的搜索引擎模块122、124和126组成，以执行用于网络设备100处理的数据的特征化和修改过程中的特定查找。同样，分析器130也包括有附加的模块，用于对从内部交织高速端口134和其他端口138接收的数据进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在数据网络中处理数据的网络设备，所述网络设备包括：多个端口，接收数据包并发送已处理的数据包；修改引擎，与所述多个端口通信，分析、评估和修改数据包以生成处理后的数据包；一组搜索引擎流水线级，与所述修改引擎通信，通过 多个搜索引擎执行查找搜索；其中所述一组搜索引擎流水线级按照顺序处理步骤执行搜索请求，其中任何一级搜索引擎流水线可以向所述多个搜索引擎提交特定的搜索请求，并在对应的步骤中接收特定数据包所特有的搜索结果。

【技术特征摘要】
US 2005-2-18 60/653,952;US 2005-3-17 11/081,6441、一种在数据网络中处理数据的网络设备，所述网络设备包括：多个端口，接收数据包并发送已处理的数据包；修改引擎，与所述多个端口通信，分析、评估和修改数据包以生成处理后的数据包；一组搜索引擎流水线级，与所述修改引擎通信，通过多个搜索引擎执行查找搜索；其中所述一组搜索引擎流水线级按照顺序处理步骤执行搜索请求，其中任何一级搜索引擎流水线可以向所述多个搜索引擎提交特定的搜索请求，并在对应的步骤中接收特定数据包所特有的搜索结果。2、根据权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述一组搜索引擎流水线级中的每一级在所述网络设备的预定时钟周期数内执行其各自的处理。3、根据权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述一组搜索引擎流水线级通过时分复用请求/结果环与所述多个搜索引擎通信。4、根据权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述多个搜索引擎对存储在网络设备外部的存储器中的外部表执行搜索。5、一种在网络设备中处理数据的方法，所述方法包括如下步骤：通过网络设备的多个端口接收数据包；处理所述接收的数据包，从而对所述接收的数据包进行分析、评估和修改以生成处理后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰登卡尔史密斯，曹军，
申请(专利权)人：美国博通公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]