基于Hash和CAM的IPv6路由查找算法

分析实际网络中的IPv6前缀分布规律与增长趋势,提出一种基于Hash和内容可寻址存储器(CAM)的IPv6路由查找算法。将长度能被8整除的前缀存储在8个Hash表中,发生Hash冲突的前缀存储在CAM中,长度不能被8整除的前缀按照一定的组织方式存储在随机存取存储器中。分析结果表明,该算法具有较高的存储利用率、查找速率及更新速率,并且易于扩展和硬件实现。     

一种基于分段式存储的组播路由查找方案

在高端路由器基于硬件的路由查找设计方案中,TCAM（Ternary Content Addressable Memory）因其性能优良而被普遍采用。但通常的TCAM路由查找方式因组播报文路由查找的特殊性,会导致更多的TCAM存储空间被占用以及查找功效的降低。又因其无法流水线操作,限制了组播报文路由查找速度,从而使得该方法将不再适用。提出一种基于分段式存储的解决方案,该方案支持流水线操作,能够实现线速查找组播报文,而且节约了存储空间从而提高了功效。该方案在863重大课题“大规模接入汇聚路由器（Access Convergence Router,ACR）”中得以验证。     

快速IPv6分段查找及其硬件实现

提出一种可硬件实现的快速IPv6查找算法,采用基于内容可寻址存储器CAM的分段查找机制,用流水线实现,每个周期可输出一次查找结果,所需存储开销较小。在Xilinx Virtex-6 FPGA开发板用150×1 024项IPv6前缀测试表明,查找速度可达597 Mp/s（Million packet/s）,最坏需要2次存储器访问,更新最坏需要50 μs,仅需20.07 MB的RAM和258 KB的CAM存储开销。     

基于TCAM的二级路由查找

功率消耗大是三态内容寻址存储器(TCAM)的主要缺点之一。根据TCAM的可配置特性,提出了基于TCAM的二级路由查找,大大降低了TCAM的功耗。给出了基于比特选择的二级路由查找方案并对其进行了性能分析。最后介绍了二级路由查找下的路由更新算法。     

基于RAM结构的CAM的VerilogHDL设计

该文介绍了以FPGA芯片中RAM结构为核心,使用VerilogHDL设计CAM的方案。该CAM的数据深度和宽度易于扩展,匹配查找速度快。     

一种快速IPv6路由查找方案

提出了一个可硬件实现的基于分段的快速IPv6路由查找方案.该方案支持快速的IP地址查找,并能有效地对路由前缀进行插入和删除操作.方案采用基于比特位置区分的压缩算法,与其它的 IPv6 路由查找方案相比较,所需存储器空间小,路由查找的平均时间少.如果采用SRAM流水线查找,可实现 125×106次/秒的查找速度.由于缺少实际的 IPv6路由前缀,该文生成了模拟路由前缀数据库.仿真试验结果表明:文章提出的方案具有合理的查找时间、空间和更新复杂度,容易硬件实现.     

基于FPGA的高速网络入侵检测系统

处理速度成为制约基于软件的网络入侵检测系统性能的瓶颈。文中提出了用可重配置硬件(FPGA)和商用千兆以太网MAC实现的网络入侵检测系统体系结构。在该体系结构中,网络数据包的特征匹配以及复杂协议分析等高强度的计算均由可重配置硬件电路完成,而使主机CPU更专注于对复杂入侵方式的检测和对入侵行为的实时响应。分析表明,该体系结构能够快速适应入侵特征变化对硬件电路的重配置需求,使网络入侵检测系统可以以线速处理网络数据包。     

一种基于Trie的IPv6路由查找方案

随着Internet的迅猛发展,IPv6技术必将成为主流.于是,如何高效地在路由表中查找匹配128位IPv6地址,成为了IPv6 技术发展的一大制约因素.经大量研究表明,Trie数据结构是实现高速路由查找和报文转发的关键.结合IPv6的地址结构特点,设计出基于Trie数据结构的查找算法,提高了路由查找效率以及报文转发速度.     

采用分段哈希方法的IPv6路由查找算法研究

分析了现有IPv4路由表查找算法和IPv6地址的特性以及主干网路由表的前缀分布特点,借鉴LFT哈希表结构简单、查找快速的特点,提出了以32bits为查找路由前缀起点的分段哈希表和多分支Tile树相结合的IPv6路由查找算法.该算法结构简单、查找效率高、易于更新,多数情况下只需一次内存访问就可查找到路由信息,提高了IPv6主干网路由器转发速度,以满足下一代互联网IPv6发展的需求.     

基于FPGA的TCAM实现方法综述

近年来,FPGA由于其可编程和高性能的特性在高速网络中被大量使用,而在包处理中被广泛用于数据包分类等应用中的TCAM并没有内置于FPGA中。因此如何使用FPGA中的逻辑资源和存储资源来构建TCAM成为了研究热点。本文对主流的基于FPGA的TCAM实现方案进行了介绍和比较,包括基于块存储器(BRAM)的方案,基于分布式存储器(DRAM)的方案和基于触发器的方案。最后,对这些方案各自的优缺点和适用场景进行了总结。     

实现组播路由快速查找的一种方法

介绍了一种实现组播路由快速查找的方法。说明了方法的基本原理,它引入了一种压缩位图的概念来表示转发信息;对基本原理实现时的困难进行了分析,对它加以改进,并给出了改进后方法的具体实现;分析了这种方法的缺点和它的优势所在。     

基于RAM和TCAM存储结构的高速路由查找算法

由于因特网速度的不断提高,网络流量的不断增加和路由表规模的不断扩大,IP路由查找已经成为制约核心路由器性能的主要瓶颈。文章分析了两种常用的基于硬件存储器的路由查找算法,并结合它们各自优点,提出了一种基于RAM和TCAM存储结构的路由查找算法,该算法克服了上述两种算法的不足,具有查找速率高、更新时间快、存储代价低、易于实现等特点,是一种理想的适合于高速核心路由器环境的查找机制。     

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。     

路由查找算法研究综述

随着Internet的迅猛发展,用于主干网络互联的核心路由器的接口速率已经达到了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.路由查找需要实现最长前缀匹配.近年来,研究人员提出了多种路由查找算法,以提高查找性能.分析了路由查找问题及其难点,全面综述了各种查找算法,并对它们进行了详细的分析和比较,最后指出了进一步的研究方向.     

基于TCAM技术的高速路由查找方案

基于TCAM技术提出一个高速路由查找方案。该方案可以达到每秒钟100M次的查找速度，满足OC48和OC192接口的线速转发要求。方案使用了索引表和映射表的二级结构存储路由的下一跳信息，大大减小了存储空间，同时对IPv6具有很好的扩展性。对TCAM的路由更新问题进行了讨论，提出一个最坏情况下O(W／2)的更新算法(形为前缀长度集合的数目)，有效地提高了TCAM的更新性能。     

基于改进哈希编码的路由查询匹配算法

路由查找算法是网络路由器关键技术之一,为了提高数据查询性能,提出一种基于改进哈希编码的路由查询匹配算法。利用哈希函数压缩数据名字,采用状态转换阵列实现名称最长前缀的快速匹配,将路由节点缓存因素引入路由决策,采用仿真对比实验对算法的性能进行测试。结果表明,与其它路由查询匹配算法相比,本文算法不仅降低了数据内存开销,大幅度减少平均查询时间,而且提高了数据路由查询的效率。     

IP路由查找和报文分类模型研究

IP路由查找和报文分类作为路由器转发能力和提供高性能区分服务能力的关键因素,是当前路由器转发性能乃至整个网络性能的主要瓶颈。文章以IP路由查找和报文分类问题为研究对象,从空间几何的角度探究其本质,建立了相应数学模型MDCM,并以此为基础,讨论了各类搜索算法在IP路由查找和报文分类问题求解的优缺点,为研究和设计高性能的IP路由查找和报文分类算法提供重要指导。     

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．     

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。