[发明专利]适用于多流正则表达式匹配的数据流交换复用系统及方法

权利要求书

1.一种适用于多流正则表达式匹配的数据流交换复用系统，其特征在于包括：

用于对输入的数据流进行特性判断并赋予相应的数据流优先级和数据流序号信息的优先级添加模块；

连接信息交换模块，用于存储数据流以及相应的数据流优先级、数据流序号和数据流等待时间信息的可编程存储模块；

分别连接优先级添加模块、可编程存储模块和交换调度模块，用于将优先级添加模块传输过来的数据流以及相应的数据流优先级、数据流序号和实时更新的数据流等待时间信息存储至可编程存储模块，从可编程存储模块中读取数据流优先级、数据流序号和数据流等待时间信息给交换调度模块以及根据选中的数据流序号信息和设定的交换长度信息从可编程存储模块中读取相应的数据流给单流REM模块，根据设定的交换长度信息进行计数，并当计数值达到交换长度时或者当前进行正则表达式匹配的数据流结束时产生交换指示信号传输给交换调度模块，同时将计数值清零的信息交换模块；

连接信息交换模块，用于根据信息交换模块传输过来的数据流优先级、数据流序号和数据流等待时间信息动态选择待处理的数据流和调整数据流的交换长度并根据信息交换模块传输过来的交换指示信号将选中数据流的数据流序号和设定的交换长度信息传输给信息交换模块的交换调度模块；

连接信息交换模块，用于对信息交换模块传输过来的数据流进行正则表达式匹配的单流REM模块。

2.一种适用于多流正则表达式匹配的数据流交换复用方法，其特征在于包括如下步骤：

A:优先级添加模块对输入的数据流进行特性判断并赋予相应的数据流优先级和数据流序号信息；

A1：优先级添加模块对数据流赋予相应的数据流优先级信息：定义数据流优先级分为普通、中、高三个级别，根据每一数据流的数据流类型、QoS要求和数据流持续时间的特性完成数据流优先级设定；

A2：优先级添加模块对数据流赋予相应的数据流序号：针对任一数据流，提取16位数据流指示信息，对该信息进行hash处理，按照hash处理结果对各个数据流进行编号，若当前数据流的hash处理结果与已完成编号的数据流的hash处理结果相同时，则沿编号顺序查找下一个未被占用的编号赋给当前数据流；

B:优先级添加模块将数据流优先级和数据流序号信息置于对应的数据流之前并传输给信息交换模块；

C:信息交换模块将优先级添加模块传输过来的数据流以及相应的数据流优先级、数据流序号和实时更新的数据流等待时间信息存储至可编程存储模块：若可编程存储模块中没有当前需存储的数据流的信息，则在可编程存储模块中新建一条对应信息的数据流表项并将数据流等待时间置为零；若可编程存储模块中已存有当前需存储的数据流的信息，则按照当前的数据流信息更新可编程存储模块中的该数据流相应的数据流优先级和数据流等待时间；

D:信息交换模块从可编程存储模块中读取数据流的数据流优先级、数据流序号和数据流等待时间信息给交换调度模块，交换调度模块根据数据流的数据流优先级、数据流序号和数据流等待时间信息动态选择待处理的数据流和调整数据流的交换长度；

D1：交换调度模块根据数据流的数据流优先级、数据流序号和数据流等待时间信息动态选择待处理的数据流；

D11：交换调度模块首先根据数据流优先级的级别选中数据流优先级为高的数据流作为待处理的数据流；

D12：当数据流优先级相同时，交换调度模块选择数据流等待时间最长的数据流作为待处理的数据流；

D13：当数据流优先级和数据流等待时间均相同时，交换调度模块选择数据流序号最小的数据流作为待处理的数据流；

D2：交换调度模块根据数据流的数据流优先级、数据流序号和数据流等待时间信息动态调整数据流的交换长度：

D21：交换调度模块设定交换长度初始值为一个数据包；

D22：交换调度模块对新选择的数据流将其交换长度设为初始值即一个数据包；

D23：交换调度模块对连续第k次选择的数据流，将其交换长度设为2^k个数据包，当k≥6时，将其交换长度设为无穷大，其中k为数据流被交换调度模块连续选择的次数；

D3：交换调度模块根据信息交换模块的交换指示信号将选中数据流的数据流序号、设定的交换长度信息传输给信息交换模块；

E：信息交换模块根据选中的数据流序号信息和设定的交换长度信息从可编程存储模块中读取相应的数据流给单流REM模块，同时根据设定的交换长度信息进行计数，并当计数值达到交换长度时或者当前进行正则表达式匹配的数据流结束时产生交换指示信号传输给交换调度模块；

F：单流REM模块对信息交换模块传输过来的数据流进行正则表达式匹配；

F1：单流REM模块首先对输入的正则表达式库进行编译映射转换为FPGA中RTL级实现，从而得到能够处理一条数据流的正则表达式匹配模块；

F2：单流REM模块利用正则表达式匹配模块得到包括满足的规则和匹配的位置两部分内容的匹配结果。