[发明专利]用于搜索引擎缓存的方法和装置

说明书

本公开涉及用于搜索引擎缓存的方法和装置。本公开的方面提供网络设备。该网络设备包括：搜索引擎、三元内容可寻址存储器(TCAM)缓存引擎、搜索键生成单元以及输出控制器。搜索引擎存储针对分组处理规则的条目的查找表，并且响应于从网络设备的网络接口接收的分组来搜索查找表。TCAM缓存引擎基于条目的命中统计数据来缓存查找表中的条目的子集。搜索键生成单元基于接收的分组来生成搜索键，并且将搜索键提供给搜索引擎以及TCAM缓存引擎。当TCAM缓存引擎具有对搜索键的匹配条目时，输出控制器输出来自TCAM缓存引擎的搜索结果。

通过引用而并入

本公开要求于2018年1月16日提交的美国临时申请No.62/617,982“搜索引擎-TCAM引擎系统优化”的权益，其通过引用而被整体并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及用于搜索引擎缓存的方法和装置。

背景技术

本文提供的背景描述是出于总体呈现本公开的上下文的目的。所列出发明人的工作(至在该背景技术部分中被描述的工作的范围)以及在提交时可能不具有其他资格作为现有技术的具体实施方式的方面，既不明示也不暗示地被承认为针对本公开的现有技术。

通常，内容可寻址存储器(CAM)在各种应用中被使用以提供相对快速的搜索能力，其中搜索键与存储器中的多个条目线被并行地比较以找到匹配条目。在示例中，网络设备(诸如网络交换机、路由器等)包括存储多个交换规则的三元CAM(TCAM)，并且交换规则基于输入分组的各种属性而被选择并且被应用于进入的分组。在一些情况下，TCAM被建立以致具有不同属性的分组可以匹配相同的TCAM条目，以使得相同的交换规则被应用于具有不同属性的分组。尽管根据一些搜索操作TCAM设备是优选的，但是它们通常被认为是昂贵的资源，尤其是因为与其他类型的搜索引擎相比，需要相对高的功率。

发明内容

本公开的方面提供网络设备。该网络设备包括：搜索引擎、三元内容可寻址存储器(TCAM)缓存引擎、搜索键生成单元以及输出控制器。搜索引擎存储针对分组处理的规则的条目的查找表，并且响应于从网络设备的网络接口接收的分组来搜索查找表。TCAM缓存引擎基于条目的命中统计数据来缓存查找表中的条目的子集。搜索键生成单元基于接收的分组来生成搜索键，并且将搜索键提供给搜索引擎和TCAM缓存引擎。输出控制器输出从TCAM缓存引擎和搜索引擎接收的第一搜索结果。第一接收到的搜索结果指示对搜索键的匹配条目。

例如，输出控制器被配置为输出从TCAM缓存引擎接收的第一搜索结果，而不等待来自搜索引擎的第二搜索结果。

根据本公开的方面，网络设备包括维护控制器，维护控制器被配置为基于命中统计数据来选择性地将条目的子集从搜索引擎镜像到TCAM缓存引擎。在一些实施例中，在TCAM缓存引擎不具有对搜索键的匹配条目时，输出来自搜索引擎的第二搜索结果。维护控制器被配置为选择性地将与第二搜索结果对应的特定条目从搜索引擎镜像到TCAM缓存引擎。

在一些实施例中，维护控制器被配置为：维护具有与条目的子集对应的位的老化表，以跟踪针对TCAM缓存引擎中的条目的子集的命中活动。在一些示例中，维护控制器被配置为基于老化表来利用与第二搜索结果对应的特定条目替换TCAM缓存引擎中的条目的子集中的一个子集。

在示例中，维护控制器将两个位指定给TCAM条目，并且在替换该TCAM条目时将两个位中的一个位设置为二进制1，以禁止所选择的TCAM条目下一次被立即替换，以便避免竞争条件。此外，维护控制器被配置为将与老化表中的匹配TCAM条目对应的位设置为二进制1。然后，维护控制器周期性地重设老化表中的位。

在实施例中，搜索引擎包括静态随机存取存储器(SRAM)。在另一实施例中，搜索引擎包括动态随机存取存储器(DRAM)。

附图说明