[发明专利]散列冲突降低系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机系统领域，且更具体地，涉及用于非常大的表和非常高吞吐量的计算机实现的包查找机制。

背景技术

以太网端口可提供计算机和计算机网络间的连接。对于100Gbps以太网端口，最小的64字节的包持续时间是6.7纳秒，其在500Mhz仅给出3个时钟周期以用于执行查找的逻辑。

发明内容

根据本发明的一个实施例，一种改进的计算机系统可以包括具有计算机处理器的控制器，在与引入到控制器的新组件对接时，该控制器降低插入次数和/或冲突。该系统还可以包括冲突避免装置，其通过使用多个表以及每个桶多个键来降低散列冲突。该系统还可以包括与控制器通信的散列装置，以将所述多个键映射到所述多个表，其中，该散列装置使用单个散列逻辑在一个键改变时提供雪崩效应（avalanche effect），所述一个键改变导致多个表中的将近一半位改变。

所述单个散列逻辑可以基于Cuckoo算法。所述单个散列逻辑可以包括可配置的循环冗余检查多项式。所述散列装置可以基于雪崩效应来提供所述多个表的并行表查找。

雪崩效应可以基于用于所述多个表中的每个的正交散列函数，并且所述单个散列逻辑实现每个正交散列函数。所述单个散列逻辑的每位输出可以包括键位的汇集（funneled）结果。

所述汇集结果可以由异或函数产生。所述多个表可以是可配置的。通过控制单个散列逻辑输出的位数，所述多个表的全局负载可以是可配置的。

本方面的另一方面是一种用于改进计算机系统的方法。该方法可以包括，当新组件被引入到包含计算机处理器的控制器时，降低插入次数和/或散列冲突。该方法还可以包括由冲突避免装置通过使用多个表和每个桶多个键来降低散列冲突。该方法还可以包括使用与控制器通信的散列装置将所述多个键映射到多个表，该散列装置使用单个散列逻辑在一个键改变时提供雪崩效应，所述一个键改变导致多个表中的将近一半位改变。

该方法还可以包括基于雪崩效应通过散列装置来提供所述多个表的并行表查找。该方法还可以包括使雪崩效应基于用于所述多个表中的每个的正交散列函数，并且所述单个散列逻辑实现每个正交散列函数。

该方法还可以包括汇集所述单个散列逻辑的每位输出的键位的结果。该方法还可以包括使得所述多个表可配置。该方法还可以包括控制单个散列逻辑输出的位数，从而所述多个表的全局负载是可配置的。

本方面的另一方面是计算机可读程序代码，其耦合到有形介质以改进计算机系统。所述计算机可读程序代码可被配置为使得程序在新组件被引入到包含计算机处理器的控制器时降低插入次数和/或散列冲突。所述计算机可读程序代码还可以由冲突避免装置通过使用多个表和每个桶多个键来降低散列冲突。计算机可读程序代码还可以使用与控制器通信的散列装置将所述多个键映射到所述多个表，该散列装置使用单个散列逻辑在一个键改变时提供雪崩效应，所述一个键改变导致多个表中的将近一半位改变。

所述计算机可读程序代码还可以基于雪崩效应通过散列装置来提供所述多个表的并行表查找。所述计算机可读程序代码还可以使雪崩效应基于所述多个表中的每个的正交散列函数，并且所述单个散列逻辑实现每个正交散列函数。

所述计算机可读程序代码还可以汇集所述单个散列逻辑的每位输出的键位的结果。所述计算机可读程序代码还可以使得所述多个表可配置。所述计算机可读程序代码还可以控制单个散列逻辑输出的位数，从而所述多个表的全局负载是可配置的。

附图说明

图1是示出根据本发明的数据库改进系统的框图。

图2是示出根据本发明的方法方面的流程图。

图3是示出根据图2的方法的方法方面的流程图。

图4是示出根据图2的方法的方法方面的流程图。

图5是示出根据图4的方法的方法方面的流程图。

图6是示出根据图2的方法的方法方面的流程图。

图7是示出根据图6的方法的方法方面的流程图。

图8示出了根据本发明的CCB表查询引擎的高级结构。

图9示出了根据本发明的5模式可编程散列逻辑的高级结构。

图10示出了根据本发明的4到2例子。

图11示出了根据本发明的异或矩阵的例子。

图12示出了根据本发明的远程查找请求时序。

图13示出了根据本发明的“即时”（on the fly）比较引擎。

具体实施方式

下面将参考附图来更完整地描述本发明，附图中示出了本发明的优选实施例。在全文中相同的标号表示相同的元件。