[发明专利]一种基于FPGA的高速网络策略匹配方法

摘要

本发明提供了一种基于FPGA的高速网络策略匹配方法，实现使用相对较小的存储空间同时适合硬件中进行较快的策略匹配处理，并使得策略匹配处理性能与策略的数据量无关。本发明的一种基于FPGA的高速网络策略匹配方法，采用五元组，支持五元组精确匹配和IP及端口范围匹配，比传统的纯硬件方式功能更强大，匹配条件和匹配模式更多元化；本发明的策略树节点长度固定512字节，且树层高固定为13的特定树型结构，针对FPGA策略匹配，直接地址定位逻辑处理简单高效，避免消耗大量时间在逻辑运算上，大大提高匹配效率。

主权项

1.一种基于FPGA的高速网络策略匹配方法，包括策略树生成方法和策略树匹配方法；所述策略树生成方法，包括如下步骤：步骤1：网络策略相关界面设置多条需配置网络策略匹配条件：五元组和策略结果；步骤2：界面配置完毕后，在系统后台生成自定义的二进制模式的策略数据文件；步骤3：将所述策略数据文件读入内存；步骤4：从所述策略数据文件中读取一条策略记录；步骤5：根据所述策略记录中的关键信息，按协议号、源IP、目的IP、源端口、目的端口和策略结果插入FPGA策略树；策略树的树形结构状态，即将上一跳节点的位置编号作为下一跳位置的寻址偏移量，确定下一跳节点的位置，以相邻两跳节点的位置为连接线，将所有节点串连成一棵13层树高的策略树，节点长度固定512字节；策略树存储模式，即策略树的所有节点都是集中连续的块存储，每个节点定义唯一的位置编号，即上述中下一跳寻址偏移量；步骤6：重复步骤4至步骤5，直到遍历完策略数据文件中的所有策略记录；步骤7：针对FPGA策略树进行树节点压缩；步骤8：将内存中FPGA策略树的数据采用SPI串行打入FPGA的SRAM或RAM；所述策略树匹配方法，包括如下步骤：步骤1：FPGA模块接收到网络IP数据包，并分析出关键条件字段：五元组；步骤2：FPGA直接进行寻址策略匹配纯硬件处理，FPGA模块寻址到SRAM或RAM的首地址，通过网络IP数据包五元组信息通过FPGA自己的内部13个时钟周期快速寻址定位FPGA策略树，得到策略结果返回，若中途匹配异常，用13个时钟周期直接返回默认设置策略结果，FPGA进行相应后续操作。