[发明专利]一种计算最长前缀匹配LPM规则索引的hash方法

说明书

本发明公开了一种计算最长前缀匹配LPM规则索引的hash方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、保证每个存储LPM规则的存储单元的存储结构相同，每个存储单元可存储2ⁿ条规则，即每个存储单元通过n个比特确定规则在该存储单元的位置，且对每个存储单元标记其初始所存储的LPM规则的长度；S2、当LPM规则长度L超过n时，将以前n个比特为基准，向后逐位做异或运算，循环往复，直到运算出LPM指定长度的hash值；S3、当LPM规则长度L不超过n时，该LPM规则的hash值为该LPM规则的前L位。

技术领域

本发明涉及存储技术领域，具体涉及一种计算最长前缀匹配LPM规则索引的hash方法。

背景技术

基于目前网络时代的快速发展，各个网络节点对LPM(最长前缀匹配)规则的容量由更大要求。LPM的规则存储可以多种硬件结构中实现，但无论哪种实现方式，在面对海量的LPM的存储管理和访问，都需要快速索引出LPM规则的具体位置，已得到这条规则对应的结果或者处理方式。在大量相同存储单元的环境中，存储规则的离散程度决定了LPM实际的存储容量。因此如何保证LPM规则的离散分布是存储LPM规则的重中之重。

目前业界提出了LPM规则末尾取余数的方法获取hash值，在LPM规则为累加的情况或者数据变化在固定的区间内的情况，效果最佳，但是在LPM规则数据多种变化区间组合不确定的时候，其hash值均匀性就显得不太理想。论文《面向IP流测量的哈希算法研究》指出基于四元组的异或和移位运算获得其hash值，阐述其具体算法如下：bsip为源IP前16bit，asip为源IP后16bit，bdip为目的IP前16bit，adip为目的IP后16bit，sport为源端口，dport为目的端口，算法使用XOR(∧)，右移()和左移()操，hash1，hash为16bit无符号整型，则hash值计算如下：

hash1＝asip3|asip(16-3)；hash1＝hash1∧adip；

hash＝hash1；

hash1＝bsip3|bsip(16-3)；hash1＝hash1∧sport；hash∧＝hash1；

hash1＝bdip3|bdip(16-3)；hash1＝hash1∧dport；hash∧＝hash1.

根据其与IPSX哈希算法和CRC32哈希算法的对比，有较好的离散性和效率，但是这种算法只限于固定长度的四元组规则，针对LPM规则长度和变化元组区域不定的情况，表现不理想。因此，基于这样的思想，提出一种基于XOR的LPM的hash算法，解决变长数据的索引计算问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种解决大量LPM的hash计算问题的计算最长前缀匹配LPM规则索引的hash方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种计算最长前缀匹配LPM规则索引的hash方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、保证每个存储LPM规则的存储单元的存储结构相同，每个存储单元可存储2ⁿ条规则，即每个存储单元通过n个比特确定规则在该存储单元的位置，且对每个存储单元标记其初始所存储的LPM规则的长度；S2、当LPM规则长度L超过n时，将以前n个比特为基准，向后逐位做异或运算，循环往复，直到运算出LPM指定长度的hash值；S3、当LPM规则长度L不超过n时，该LPM规则的hash值为该LPM规则的前L位。

作为本发明的进一步优选，所述步骤S1中，当存储单元的初始存储的LPM规则的长度不超过n个比特时，则对该存储单元进行特殊标记，且存储入该存储单元的LPM规则的长度不能超过n个比特。