文档介绍：摘要互联网是当今最广泛使用的网络,而路由器是构架互连网的核心设备。路由器运行路由协议维护网络的正常通讯,当前最广泛使用的路由协议是椋葜》庾霸贗ㄎ闹小B酚善髯罨镜墓δ馨ǎ貉熬逗妥7ⅰ寻径即判定到达目的地的最佳路径,依靠路由选择算法来实现,并将收集到的信息填入路由表中。当报文到达时,路由器根据报文的目的地址在路由表中查找,判断接下去该分组将发送到哪一个站点,并把分组直接送到相应的端口上,完成报文转发操作。网络的快速发展对路由器的性能提出更高的要求。首先,由于虳光纤传输技术飞速发展,在物理层上传输速度已经高达/乃俾省A绰匪俾实奶高要求路由器必须支持更高的路由查表速度。因此,如何实现高速路由查表仍是一个挑战性的任务;其次,网络支持业务类型的增加,要求路由器必须有能力支持网络入侵检测、传输测量与记帐、负载平衡、拥塞控制等一系列功能。这些功能的实现都要求路由器支持报文分类技术,即能够基于报文头的某些协议字段部梢允潜文的内容员ㄎ慕蟹掷唷R虼吮ㄎ姆掷嘟窍乱淮酚善髦行矶嗤缂际醯幕报文分类速度的快慢、功能的强弱都将直接影响到这些网络技术的性能。本文致力于路由查表算法和报文分类算法研究。在分析总结已有算法和所面临挑战的基础上,提出了一些新的算法,并对它们的性能进行了深入的讨论。本文的主要研究内容如下:路由查表:报文转发是路由器需要完成的主要功能之一。路由器以报文的目的地址作为索引,查找转发表,得到报文对应的下一跳输出端口,这个过程被称为路由查表际醯某鱿郑孤酚刹楸肀匦胧褂米畛で白浩配算法,增加了其实现的复杂度。本文介绍了基于最长前缀匹配的路由查表算法,以及算法性能衡量的标准。在此基础上,总结了几种组织路由表的数据结构,以及基于的路由查表解决方案的实现结构、相关算法等一系列问题。最后,本文提出了两种新的路由查表算法:诳焖偎阉魇鞯穆酚刹楸硭惴ā该算法根据路由表中前缀的分布特点,将路由集合分割成几个子集,然后分别针对每个子集建立搜索树来实现路由查表。借助哈希压缩索引表降低了搜索树的深度,加快了搜索树的查找速度。而挠τ茫辜负跗骄淮嗡阉魇鞯牟檎也作就可以完成一次路由查表。该算法可以满足高速链路的处理速度要求,支持达量级的路由表项,适于硬件流水线方式实现,具有很高的实用价值;
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路由器,路由查表,报文分类,琓惴路由器中高速查表引擎一般使用实现。然而,由于功耗较大限制了其应用的范围。非对称前缀分布算法是一个新颖的降低功耗的解决方案。该算法在保证有较高利用率的前提下,有效的降低了功率消耗,并将其限制在可预知的范围内。这种算法支持路由表的快速更新。仿真和应用证明了该算法的可行性和实用性。报文分类:随着因特网的发展,对于业务质量琎男枨不断提高,导致越来越多的网络设备逐渐或部分采用基于流的报文处理方法。本文系统的阐述了报文分类的相关知识,总结了报文分类算法的发展和应用。对几种具有代表性的算法进行了详细分析。同时,本文提出三种新的报文分类算法:嬖蚍指钜豢焖偎阉魇魉惴—。该算法是一种新的多维报文分类算法。算法利用哈希压缩索引表,将分类规则集合分割成多个子集,并针对每个子集建立快速搜索树,而这些规模相对小的本地搜索树更利于实现快速建立、查找和优化。本文在搜索树建立、优化以及规则分割等问题上也提出了独到的解决方法。该算法查找速度快,支持分类规则数据库大,可扩展性好,适于硬件流水线方式实现,具有很高的实用价值;诙嘤騎谋ㄎ姆掷嗨惴该算法试图通过建立一种新的数据结构来解决基于的报文分类算法存在的范围匹配问题。本文首先提出一种多域:瓼氖萁峁梗它是按照规则中的多个域构建的层次结构。算法利用峁乖赥中组织分类规则,并将大多数范围信息存放在校ù蟮靥岣吡薚睦率。在查找时,最多需要两次访问操作,可以保证分类速度满足高速链路的要求。该算法具有很高的实用价值;。本文提出一种基于算法和片内挠布1斫饩龇桨福梢酝ü次查表操作获得结果,解决了一般哈希表存在的最坏访问时间的问题。利用片内使哈希表的加入失败概率降到可以忽略的程度,同时提高了存储器的利用率。在实现方面,可以按照设计需要折衷考虑存储器利用率、加入失败概率、占用片内源多少以及硬件实现复杂度等因素,具有很好的灵活性和可扩展性。将之应用到基于哈希表的硬件报文分类算法中,可以有效的提高其处理性能。关键词:摘要
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