聚合组播路由并行查找算法

目前,组播主干网的核心路由器速率已经达到2.5Gbps～10Gbps,这一速率要求核心路由器每秒能够转发几百万乃至上千万个以上的分组.分组转发的重要一步就是查找路由表,因此快速的路由查找算法是实现高速分组转发的关键.为获取高性能组播路由查找算法,利用位图压缩技术,结合组播路由转发表的特点,设计出一种聚合组播路由并行查找算法,最后在IXP2800网络处理器模拟环境下对算法性能进行测试,达到了OC-192的线速转发性能.该算法适用于各种多线程结构处理器,具有较高的参考价值.     

基于前缀范围对分搜索的高性能路由查找

高端路由器路由查找大多采用单步TCAM方案．要求转发表的存储必须按前缀长度相对地址降序排列，这种与地址关联的排序操作影响表项的更新速度和路由查找流程的连续性．与已有对前缀长度的搜索不同，该文提出一种独特的基于前缀范围对分搜索的路由查找算法．并以多步TCAM实现流水查找．突出特点是转发表无需排序，表项更新快，查找速率高且连续性好。可满足IPv4／IPv6核心路由器OC-768(40Gbps)端口的线速率转发．     

路由查表算法及性能分析

由于Internet的流量迅速增长,一般的核心路由器都要能够达到每秒钟G比特的转发速率,快速的路由查表算法是实现高速分组转发的关键.文中分析了由于CIDR的产生导致路由查表算法变化的问题,详细介绍了各种查找算法并对各算法的查找速度、更新复杂度、内存消耗等进行了性能分析和比较,最后给出了查表算法适用于何种情况的结论.     

IPv4下路由查表及算法分析

查找路由表以给出下一跳地址是路由器中分组转发的核心步骤,因此快速的路由查表算法是实现高速分组转发的关键。该文分析了IPv4下路由查表问题及其难点,详细介绍了现有的各种查找算法并对它们进行了分析和比较,给出了在不同情况下应用适当查表算法的结论。     

路由查表算法及性能分析

由于Internet的流量迅速增长，一般的核心路由器都要能够达到每秒钟G比特的转发速率，快速的路由查表算法是实现高速分组转发的关键。文中分析了由于CIDR的产生导致路由查表算法变化的问题，详细介绍了各种查找算法并对各算法的查找速度、更新复杂度、内存消耗等进行了性能分析和比较，最后给出了查表算法适用于何种情况的结论。     

一种基于哈希表和Trie树的快速内容路由查找算法

内容分发网络CDN(Content Delivery Network)是一个建立并覆盖在互联网之上的一层特殊网络,专门用于通过互联网高效传递丰富的多媒体内容.与传统的网络一样,要求核心路由器每秒能转发几百万个以上的分组,而实现高速分组转发的关键是路由表的组织和快速的路由查找算法.首先概述了内容路由网络的背景,罗列出了几种常见的路由查找算法,并在此基础上,引入基于Hash和Trie树的路由查找算法,最后在试验的基础上对平均查找时间、平均查找次数以及最大匹配次数进行了比较分析,试验结论显示该算法缩短了查找时间,提高了系统性能.     

基于分组TCAM的T比特高性能路由器快速查找更新技术

针对传统TCAM查找更新方法复杂度高、无法满足高性能路由器线速查找转发需求的问题,提出一种基于分组TCAM的路由查找更新技术.介绍T比特高性能路由器的系统架构,提出基于分组TCAM的路由查找更新架构,以及基于统计预测的预留表项空间算法,进行路由查找更新算法的设计.搭建测试验证环境,采用MAE-WEST和MAE-EAST路由表项数据,进行线速查找转发处理性能的分析测试.     

双TCAM高性能IPv4路由查找算法与实现

传统二分算法完成一次IPv4最长前缀匹配需5步搜索,且因存在回溯问题难以硬件实现,而单步TCAM路由查找方案要求转发表的存储必须按前缀长度相对地址降序排列,影响表项的更新速度和路由查找流程的连续性。该文提出并以TCAM流水线硬件实现了一种独特对扩展前缀范围的四分搜索算法。仅用2步搜索完成一次IPv4路由查找、转发表不需排序、查找速率高、表项更新快、查表连续性好。满足IPv4核心路由器的双OC-768(40Gbps)端口、48B包的线速转发。     

高速路由器中基于树型结构路由查找算法的研究与实现

本文在比较各种基于树型结构查找算法的基础上提出了一种改进的路由查找算法，该算法具有查找速度快、所需存储空间小、更新速度快、硬件实现简单等特点，能够满足10Gbps核心路由器环境的要求。     

四-二分搜索高性能IPv4路由查找算法与实现

传统二分算法完成一次IPv4最长前缀匹配需5步搜索，且因存在回溯问题难以硬件实现，而单步TCAM路由查找方案要求转发表的存储必须按前缀长度相对地址降序排列，影响表项的更新速度和路由查找流程的连续性。该文提出并以TCAM流水线硬件实现了一种独特的对前缀范围的四．二分搜索算法。仅用3步搜索完成一次IPv4路由查找、转发表不需排序、查找速率高、表项更新快、查表连续性好。满足了IPv4核心路由器的双OC-768(40Gbps)端口、48B包的线速转发。     

基于LSOT的高速IP路由查找算法

由于因特网速度不断提高、网络流量不断增加、路由表规模不断扩大，IP路由查找已经成为制约路由器性能的重要原因，因而受到广泛重视。目前人们已经提出几种算法用于解决IP路由查找问题，但均不能完全满足核心路由器的要求。该文提出一种基于LSOT的IP路由查找方法，它使用可变大小段表和偏移量表，能适应SRAM和FPGA芯片内存储器容量的变化，具有查找速度高、更新时间快、存储代价低、易于实现等特点，使用FPGA设计能满足10Gbps端口速率核心路由器环境的要求，使用ASIC设计能满足40Gbps端口速率核心路由器环境的要求。     

一种基于哈希表和Trie树的快速IP路由查找算法

Internet的飞速发展要求核心路由器每秒能转发几百万个以上的分组,实现高速分组转发的关键是路由表的组织和快速的路由查找算法。论文提出了一种基于8比特的前向查找表(LFT)和7比特的简单二进制回退查找Trie树(HBT)的IP路由查找算法。算法综合考虑了IP地址的分布特点,兼顾了查找速度、存储空间利用、硬件实现,以及向IPv6过渡等几个因素。具有算法简单、查找速度较快、存储空间利用率较高、易于扩展和便于硬件实现等特点。     

MPFS: A truly scalable router architecture for next generation Internet

A new generation architecture of IP routers called massive parallel forwarding and switching （MPFS） is proposed, which is totally different from modern routers. The basic idea of MPFS is mapping complicated forwarding process into multilevel scalable switch fabric so as to implement packet forwarding in a pipelining and distributed way. This processing mechanism is named forwarding in switching （FIS）. By interconnecting multi-stage, lower speed components, called forwarding and switching nodes （FSN）, MPFS achieves better scalability in forwarding and switching performance just like MPP. We put emphasis upon IPv6 lookup problem in MPFS and propose a method for partitioning IPv6 FIB and mapping them to switch fabric. Simulation and computation results suggest that MPFS routers can support line-speed forwarding with a million of IPv6 prefixes at 40 Gbps. We also propose an implementation of 160 Tbps core router based on MPFS architecture at last.     

基于二分搜索Trie的IPv4/IPv6路由快速查找算法

提出了一种独特的基于前缀长度二分搜索Trie的IP路由查找算法，融合了基于前缀长度的二分查找算法和基于Trie的查找算法的优点，采用部分IP地址作为索引，避免了使用Hash函数，提高了路由查找速度和表项更新速度；支持路由表的动态更新；算法扩展性好，可满足IPV4和IPV6两种协议栈的OC-48(25Gbps)、OC-192(10Gbps)接口的线速路由查找。     

IP地址查找算法的分析

由于lnternet中通信量的迅速增加。千兆网已被越来越多地采用。为了处理千兆／s的通信速度,中心路由器必须能够每秒转发几百万个包。因而快速的IP地址查找。就成为获得所需的数据包转发率的关键。文章分析了几种高效的IP地址查找算法,并从查找速度、可量测性、更新速度方面。对它们的性能进行了比较。     

散列索引多分支Trie树快速路由查找算法

路由器的主要任务是转发IP分组，实现高速分组转发的关键是快速的路由查找算法。我们针对IPv4地址，首先建立前缀长度为8、16和24的3张hash表，在此基础上，再分别针对不同长度的前缀建立最多只涉及其余8比特的多分支Trie树。在这种结构中进行IP路由查找，其存储器访问次数最多为7次，而且还具有易于更新、易于扩展等特点。     

基于多核处理器的无锁零拷贝数据包转发框架

为突破高速软件路由器转发路径中存储访问方面的性能瓶颈,分析PacketShader和Netmap2个软件路由器的转发结构和存在的问题,设计一个基于多核处理器的零拷贝包转发框架MapRouter。采用零拷贝技术去除包转发路径中的包拷贝,并借助并发无锁队列设计一个适合多端口间数据包零拷贝转发的包缓冲区管理方案。将高度优化的包I／O驱动、包缓冲区回收机制、无锁队列实现等一系列优化措施相结合,以提高转发速度。实验结果表明,对于不包括IP路由表查找的最小转发,MapRouter在模拟的两端VI路由器上可以达到i0Gb／s的转发速度,与PacketShader和Netmap相比,其转发速度更高、CPU利用率更低。