弹性协议可定制的网络数据平面结构及其映射算法

随着网络功能的不断扩展，新型网络协议的不断涌现，这些协议中的数据包具有新的格式定义，需要网络设备能够支持相应的解析和查找。软件定义网络（Software Defined Networking, SDN）基于流表的转发设计使得网络的创新变得简单，但是仍然难以支持任意协议的可编程解析和处理。该文联合考虑数据包的解析和查找过程，提出一种支持协议弹性定制的数据包查找硬件结构，通过比特粒度的解析和基于元操作的查找过程，使得任意协议能够在硬件结构上得到处理；此外，该文针对所提硬件结构提出一种基于多叉树的映射算法，将用户定制协议映射到硬件处理流水线和查找表中。通过实际的FPGA部署验证了所提结构能够支持多种协议的灵活定制，在硬件中的处理速度可以达到390 Gbps，与已有方案相比，其硬件资源利用率有明显降低。该结构对未来的软件定义网络的数据平面设计有重要的意义。