[发明专利]一种软件路由器的数据包模糊匹配方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络通信领域，尤其涉及一种软件路由器中根据预定义的匹配规则对网络数据包进行模糊匹配的方法。

背景技术

随着互联网技术的普遍应用和互联网用户数的急剧膨胀，各种新的互联网业务形式不断涌现。传统的硬件路由器在很多应用领域已经很难适应灵活、多变的互联网业务需求。因此，很多软件路由器开始获得应用。由于软件路由器的功能可以被快速地更新和替换，因而可以很好地应对互联网中不断提出的新的需求。然而，软件路由器的性能却成为它不能被大规模部署和应用的瓶颈。其中一个制约软件路由器性能的因素就是它的数据包匹配过程。路由器出于安全原因或配置需求需要对数据包进行过检测和过滤。这种检测和过滤是建立在对数据包的各字段与匹配规则进行匹配的基础上的。如何提高数据包匹配的效率是提高软件路由器包处理效率面临的一个重大挑战。

数据包匹配技术是指通过在路由器上设置匹配规则表（匹配规则表中存放了若干条匹配规则，每条规则由匹配的协议字段，如协议类型、IP地址、端口号等组成），当路由器收到网络数据包时对该数据包的各协议字段进行解析并在匹配规则表中进行匹配，如果匹配成功则执行规则相应的操作（如丢包、统计等）。如果匹配失败则不进行任何处理。

数据包匹配分为精确匹配与模糊匹配。精确匹配指的是每条匹配规则的所有字段都为精确的指定值。模糊匹配指的是每条匹配规则不是所有字段都为精确值，即有部分字段或所有字段为通配符。在软件路由器中，对于精确匹配一般采用对所有匹配字段累计计算哈希值并在匹配表中进行哈希查找的方法来完成，这种方法可以获得很高的匹配效率；而软件路由器常用的模糊匹配需要遍历整个匹配规则表逐条与匹配规则进行匹配。这种方法在匹配规则数目较多时匹配效率非常低，因此导致了软件路由器性能的下降。一些改进的基于决策树的模糊匹配方法虽然在一定程度上提高了模糊匹配的效率，但是实现非常复杂，并且需要消耗大量的资源用于计算决策树，同时，也不适用于频繁变动的匹配规则表。

发明内容

本发明的目的是解决现有的软件路由器数据包模糊匹配方法效率低的不足，提供了一种软件路由器的数据包模糊匹配方法。该方法利用路由器在一段时间内收到的数据包各协议字段具有重复性（即路由器在一段时间内会收到具有相同协议字段的数据包）的特点，利用高效的精确匹配为模糊匹配作缓冲，大大提高了数据包的模糊匹配效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种软件路由器的数据包模糊匹配方法，该方法包括如下步骤：

（1）软件路由器从网络上接收数据包，对数据包进行解析，提取各协议字段的值；

（2）对步骤1中提取的网络数据包各协议字段的值累计计算哈希值；

（3）根据步骤2中计算的哈希值在精确匹配表中进行哈希匹配；如果匹配成功则执行步骤6；否则执行步骤4；

（4）根据步骤2中提取的各协议字段的值在模糊匹配表中进行线性模糊匹配；如果匹配成功则执行步骤5；否则匹配失败，执行步骤7；

（5）将步骤4中的匹配结果更新到精确匹配表中；

（6）返回匹配结果；

（7）结束数据包的模糊匹配。

进一步地，所述步骤（1）中，所述网络数据包中包含了各协议字段的精确值，包括物理地址、IP地址、协议类型、端口号等信息。

本发明的有益效果是：本发明通过将精确匹配与模糊匹配相结合，利用高效的精确匹配为模糊匹配作缓冲。结合模糊匹配规则，从数据包中提取各协议字段的精确值替换模糊匹配规则中的通配符，生成相应的精确匹配规则，计算字段的哈希值后更新到精确匹配表中。当路由器收到具有相同协议字段的数据包时，可以快速地在精确匹配表中找到匹配结果，而不需要在模糊匹配表中逐条匹配，大大提高了路由器的数据包模糊匹配效率。

附图说明

图1是本发明软件路由器的数据包模糊匹配方法流程图。

具体实施方式

下面根据附图详细说明本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

如图1所示，本发明软件路由器的数据包模糊匹配方法包括如下步骤：

步骤1：软件路由器从网络上接收数据包，对数据包进行解析，提取各协议字段的值。

网络数据包中包含了各协议字段的精确值，如物理地址、IP地址、协议类型、端口号等信息。

步骤2：对步骤1中提取的网络数据包各协议字段的值累计计算哈希值。