IETCAM:基于信息熵的低功耗TCAM分类器

目前,三态内容寻址器被广泛应用于数据平面的高速转发,但现有的索引式TCAM在降低功耗和运行时间等方面仍存在问题.针对这些不足,提出了一种基于信息熵的低功耗索引式TCAM分类器,利用了信息熵技术,有效地解决了规则集在TCAM子块中分布不均、功耗较大的问题.实验表明,在2k大小的规则集下,该算法相较于经典的SmartPC算法平均可以提高63％的功耗降低率,运算时间更新速度缩小了97％,存储开销仅增加了10％.     

基于向量地址的数据中心网络数据面模型的研究

软件定义网络（Software Defined Network, SDN）是目前构建数据中心网络的一个研究热点,SDN可满足数据中心的集中管控、虚拟机部署与迁移等需求。但实现SDN优势的最大难题在于流量超大规模的优化问题,采用三态内容寻找存储器（TCAM）存储和查找流表带来了数据中心扩展性、成本和能耗的问题。为此,提出一种基于向量交换的数据中心数据面模型,即VADC(Vector Address Data Center),以一种源路由地址——向量地址（Vector Address,VA）作为数据包交换标签,VA定义了完整的通信路径。根据VA即可完成数据转发操作。VADC具有如下优点：（1）数据转发过程不再需要查表操作,交换机不必引入TCAM进行流表操作,解决了数据中心扩展性问题,交换机的复杂度和成本大幅度降低;（2）VADC简化了流的建立过程,新数据流建立时,无需下载流表至交换机,其消耗的控制信令数量约减少73%;（3）设计并实现了基于NetFPGA平台的VADC交换机,实验结果表明VADC交换机的硬件资源消耗约是OpenFlow交换机的28%。     

EMD 10G线路接口卡的硬件设计与实现

针对现有网络接入设备难以满足流媒体等新业务要求的问题,深入研究了EMD(扩展用分复用单元)10G线路接口卡的功能与结构,并针对上行数据流的合路问题提出了基于FPGA的WDRR(加权欠账轮询)算法,该算法在不过度改变计算复杂度的情况下,使得时延性能得到改善;针对超宽表项的1920位组播查表问题,提出了FPGA+TCAM+2~*SRAM的组播流水线查表,与传统的查表方案相比,其效率提高了67%。最后通过仿真,测试表明该硬件设计方案能够满足ACR路由器对EMD 10G线路接口卡的要求。     

TCAM路由表项管理算法优化研究

TCAM(Ternary Content-Addressable Memory)能够很好的完成最长前缀匹配,实现快速路由查找和分组转发,但是其对路由表项的有序性要求使得表项管理比较复杂.在讨论已有TCAM表项管理算法的基础上,通过分析前缀表项的统计分布特性,对路由表的空间分配进行了优化,同时引入新的基于前缀块指针管理策略,提出了一种改进的表项管理方法,提高了路由表更新效率.     

基于TCAM报文分类的范围编码方案

针对现有范围编码方案三态内容寻址存储器(TCAM)利用率不高及更新性能差问题,提出一种混合范围编码方案(Hybrid-RES),根据扩展系数和出现频率,采用纵向或横向扩展编码策略对范围字段进行编码。纵向扩展编码策略利用格雷码的对称映射特征设计一种格雷范围编码算法,对纵向扩展出TCAM表项数目较多的范围字段采用横向扩展编码策略。理论分析和实验结果表明,Hybrid-RES可以较大地提高TCAM利用率,同时获得较好的更新性能。     

基于三态内容可寻址器件的P2P流量控制

介绍一种基于三态内容可寻址器件及TCP速率的控制机制,研究吉比特链路的P2P流量检测与控制方法,提出一个PM模型,采用高精度的特征码匹配方法以识别P2P数据包,依概率对P2P数据包进行随机丢弃,从而达到控制高带宽P2P流量的目的。仿真实验结果表明,该模型可根据丢弃概率有效地控制P2P流量,改善非P2P应用的服务质量。     

基于三态内容可寻址器件的P2P流量控制

介绍一种基于三态内容可寻址器件及TCP速率的控制机制,研究吉比特链路的P2P流量检测与控制方法,提出一个PM模型,采用高精度的特征码匹配方法以识别P2P数据包,依概率对P2P数据包进行随机丢弃,从而达到控制高带宽P2P流量的目的。仿真实验结果表明,该模型可根据丢弃概率有效地控制P2P流量,改善非P2P应用的服务质量。     

A TCAM-based solution for integrated traffic anomaly detection and policy filtering

The survivability of the future Internet is largely dependent on whether it will be able to successfully address both security and performance issues facing the Internet. On one hand, the Internet becomes more and more vulnerable due to fast spreading malicious attacks. On the other hand, it is under great stress to meet ever growing/changing application demands while having to sustain multi-gigabit forwarding performance. In this paper, we propose a Ternary Content Addressable Memory (TCAM) coprocessor based solution for high speed, integrated TCP flow anomaly detection and policy filtering. The attacking packets with spoofed source IP addresses are detected through two-dimensional (2D) matching. The key features of the solution are: (1) setting flag bits in TCAM action code to support various packet treatments; (2) managing TCP flow state in pair to do 2D matching. We evaluate the solution’s ability to detect TCP-based flooding attacks based on real-world-trace simulations. The results show that the proposed solution can match up OC-192 line rate. The possible modifications of the solution for the detection of low rate TCP-targeted attacks are also discussed.     

基于TCAM的大容量文本搜索

传统的基于软件的文本搜索在处理大容量文本集时往往很难满足实时性需求，该文给出了一种基于硬件搜索平台TCAM的解决疗案，它可以较好地实现对大容量文本集的实时搜索，从而极大地增强了信息处理的能力。     

基于TCAM的快速更新算法

目前用于实现绕道数据包处理的硬件设备主要是TCAM。对于如何保持TCAM列表的排序这个问题，通常的解决方案提高了平均性能，但是浪费了TCAM空间。论述了一种改进的算法来管理TCAM使得其在最差情况下递增式更新时间保持较小，通过分析使其也能够用于解决数据包分类问题。