TCAM快更新高速路由查找算法与实现

常用的单步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，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。本文提出并实现了一种独特的对前缀范围对分搜索的IPv4五步TCAM流水查找方法。突出特点是转发表不需排序，查找速率高，表覆更新快，查表连续性好，可满足IPv4核心路由器双OC-768（40Gbps）端口、48B包的线速转发。     

一种基于分段压缩的IPv6路由查找算法

提出了一种基于分段压缩的快速IPv6路由查找算法。与文献中的LLCAT算法相比，该算法节省了存储空间，当某扩展节点的表项所对应的前缀数量小于预先设定的值时，前缀不再扩展而使用压缩算法。同时，最坏情况下算法的查找时间和更新复杂度基本没有改变。仿真试验结果表明：算法的平均查找时间和消耗的存储器容量都优于LLCAT算法。     

改进的TCAM路由更新方法与实现

基于TCAM的硬件路由查找算法能够在一个时钟周期内完成最长前缀匹配．实现快速路由查找和分组转发。但路由表表项的有序性使得更新过程比较复杂从而成为TCAM路由技术发展的瓶颈。根据不同长度前缀表项的分布特性及路由表稳态时的更新规律，优化了路由表的空间分配，并引入了缓冲池的思想．提出了一种改进的路由表更新方法，从而提高路由表更新效率。     

基于多域并行编码的高速IPv6流分类

IPv6的多域流分类是高速路由器设计中的一个难点.本文提出了一种使用TCAM的高速IPv6流分类方案,其核心思想是:(1)区分IPv6包头5个域字段的不同特征,根据IPv6地址的特征及其分配信息对其进行压缩,对TCP端口域实施扩展的层次编码,根据统计数据对协议域进行压缩,最终结果是把原始域的296比特转换成280比特的查找关键字,与TCAM的表项宽度相匹配;(2)使用嵌入SSRAM表查找技术,对5个域并行进行独立编码,消除瓶颈编码环节,达到线速处理要求;(3)分类规则数据库按照本文预设计的编码方式存储在TCAM中,使用流水线技术让域的编码操作和查找操作并行执行,每个TCAM访存周期完成一次查找操作.同时,为解决范围匹配问题,本文设计了一种预定义位宽的动态范围编码算法,既节省了TCAM的存储空间,又提高了硬件规则库的更新速度.分析和仿真表明,当路由查找和流分类共用一个TCAM时,使用较低的工作频率(66MHz),流分类和路由查找速度均可达到22Mpps,满足高速OC-192接口的线速查找与流分类要求.     

T比特IPv4/v6高性能路由器设计与实现

互联网的高速发展,使得目前处于网络核心的路由器成为制约互联网可持续性发展的关键因素.随着网络新技术的引入和应用业务的增多,高性能路由器必须支持大容量、高吞吐率、低转发时延、IPv4/v6双协议栈和众多的路由协议.本文针对这些要求,详细阐述了T比特IPv4/v6高性能路由器的需求、系统设计、关键技术,为设计与实现高性能双协议栈路由器提供了一种可行的方案.     

IPv6快速路由查找算法分析与研究

分析了IPv6路由结构的特点,介绍了IPv6中的各种路由查找技术,提出了基于聚集位向量的快速路由查找算法,并对该算法和常用二分查找算法的性能进行了分析比较,实验结果表明该算法较好地提高了查找速度,减少了对内存的消耗.     

基于非重叠前缀集合的并行路由查找系统

快速的路由查找机制是高性能路由器设计的关键.最长匹配查找是路由查找的难点所在.本文提出一个并行路由查找系统.它使用一种路由表划分方法,可将路由表中的前缀划分为若干个集合,集合内前缀没有重叠.从而把路由表前缀的最长匹配查找转化为若干个集合内前缀的唯一匹配查找.基于这种方法,本文还提出一个通用的并行路由查找框架,框架适用于大多数路由查找算法.并行查找框架可简化查找算法的设计,提高查找算法的速度.使用二分查找算法,并行查找系统可以达到log₂(2N/B)的查找复杂度 (N为路由表前缀数目,B为大于4的整数).同时,并行查找系统对IPv6也具有很好的扩展性.     

基于分布式路由器的IPv4/IPv6转发控制架构研究

随着网络的快速发展,网络新业务不断增加,网络流量急剧增长,IPv4网络已不能很好地满足人们对网络性能和功能的需求。相对于IPv4,IPv6具有更丰富的地址资源,更可靠的安全性及高效的路由性能等优点,且IPv4地址资源已经枯竭,所以IPv6最终将会取代IPv4。现在正处于IPv4向IPv6过渡时期,很多过渡技术被提出和应用,比如双协议栈技术、隧道技术等。向IPv6过渡是一个漫长的过程,IPv4与IPv6共存的现象将会持续很长时间。同时,网络的快速发展对路由器的性能要求不断提高,而基于转发与控制分离思想的分布式路由器能大大提高路由器性能,实现报文线速转发,很好地满足这一要求。因此,研究分布式路由器的IPv4/IPv6转发控制架构,对提高核心路由器的性能和推动IPv6网络发展具有很重要的意义。     

IPv6过渡的安全机制研究

IPv4向IPv6过渡主要存在三种技术:双栈、隧道、协议翻译。由于IPv4已经在世界范围内广泛部置,IPv4向IPv6的过渡将花费很长的时间。一个成功的IPv6过渡方案取决于它跟IPv4主机和路由器等设备的兼容性,以及是否考虑过渡期间的安全性。本文分析了过渡期间的安全问题以及相应的处理策略。由于双栈技术是目前大多数企业易于采用的一种IPv6过渡机制,本文重点讨论在双栈环境下,在边界路由器上部置分布式防火墙来解决IPv6过渡的安全问题。     

IPv6过度的安全机制研究

IPv4向IPv6过渡主要存在三种技术:双栈、隧道、协议翻译.由于IPv4已经在世界范围内广泛部置,IPv4向IM的过渡将花费很长的时间.一个成功的IPv6过渡方案取决于它跟IPv4主机和路由器等设备的兼容性,以及是否考虑过渡期间的安全性.本文分析了过渡期间的安全问题以及相应的处理策略.由于双栈技术是目前大多数企业易于采用的一种IPv6过渡机制,本文重点讨论在双栈环境下,在边界路由器上部置分布式防火墙来解决IPv6过渡的安全问题.     

TSB:一种多阶段IPv6路由表查找算法

充分分析IPv6地址结构、IPv6地址分配策略和IPv6骨干网路由表的特点后,将二叉树、段表和路由桶技术相结合,提出一种多阶段IPv6路由表查找算法.和已有算法相比,提出的算法查找速度快、占用内存少、扩展性好、支持增量更新.实验结果表明算法的软件参考实现在装有P4 2.4GHz CPU,512M DDR333 内存和Linux 操作系统的普通PC 机上的查找能力可以到达16MPPS(Million Packet per Second),这可以满足10Gbps 80 字节IPv6最小包的线速转发.对于当前IPv6骨干网BGP 路由表,算法的参考实现只占用几百K 字节的内存.     

IPv6与IPv4的比较

本文在比较IPv6基本报头和IPv4报头的基础上，详细分析了IPv6与IPv4的区别，这对于今后建设IPv6网络以及寻求，IPv6网络的杀手锏应用方面有着极其重要的意义。     

IPv4与IPv6协议的比较

本文主要描述了IPv4协议与IPv6协议的不同之处.     

从IPv4向IPv6的过渡

IETF提出的从IPv4向IPv6平稳过渡的多种机制分属双栈、翻译器和隧道等三个类型。在分别介绍了三类过渡机制之后，还讨论了影响过渡的其他因素，包括用户对IPv6的需求、网络升级的成本、新型设备的提供能力以及面临的技术问题。     

IPv4/IPv6代沟协议转换器

随着Internet的高速发展,IPv4地址所剩不多,由此面临着IPv4向IPv6地址的过渡。本文通过介绍IPv4/IPv6代沟协议转换器的实现原理及转换模块的设计等问题,提出网络中设置代沟协议转换器是最简单、便捷的IPv4/IPv6过渡方法。     

IPv4网络和IPv6网络互连技术

IPv6网络和IPv4网络并存是目前无法回避的事实,这种情况下,实现连接在IPv4网络上的终端和连接在IPv6,网络上的终端之问通信已成为十分迫切的事情,本文通过一个实例,详细讨论了通过NAT—PT实现IPv4网络和IPv6网络互连的机制,和连接在IPv4网络上的终端和连接在IPv6网络上的终端之间的通信过程。     

IPv4/IPv6的共存、过渡与寻址

本文从技术人员的角度对有关IP技术和IP网络的发展前景进行展望.当前的互联网正面临着从传统IPv4协议向IPv6协议的过渡,作者将着重分析过渡需求和主要的技术问题及其当前进展,以及遗留的其他课题.为了实现这一目标,还需要对互联网协议的历史、现状以及未解决的问题进行说明.     

基于DHT的IPv4/IPv6过渡机制(英文)

IPv4 and IPv6 will coexist for many years during the transition period from the traditional IPv4-based Internet to an IPv6-based Internet.DHTLayer,a novel IPv4/IPv6 transition mechanism based on Distributed Hash Table(DHT) is presented in this paper.It can fully support IPv4 and IPv6 inter-operation.DHTLayer employs a DHT overlay to maintain the routing information between IPv4 and IPv6.It decouples path selection from packet delivery.In DHTLayer,the Looking-Up Route Path is responsible for selecting paths,...