基于随机分布的多比特Trie树IP数据包分类算法研究

在无冲突散列算法和多比特Trie树算法的基础上,提出了一种基于随机分布的IP分类算法,该算法的核心有3点:一是基于目的/源端口和协议域构造无冲突散列,由于该三域的组合数目非常少,避免了空间爆炸;二是将目的/源IP连成比特串后分为4块,每块16bit,并将其中一块映射到一随机空间,将随机数和其余3块进行异或,获得分类索引值,并用此值生成多比特Trie树,一般情况下减小了空间和时间复杂度;三是在Trie树终点存放最终分类规则的索引值,为了保证查找到的规则的正确性,对每一个索引值的源/目的IP地址均匹配一次。通过以上3点改进一般要降低算法的时间复杂度和空间复杂度,通过仿真,当对10000条分类规则进行包分类时,该算法的包分类速度可以达到2Mpacket/s,所消耗的最大内存为1MB。

支持通配符的多步长Trie树包分类方法

文章提出一种使用支持通配符的多步长tire树结构对数据包进行分类的算法WMTrie,通过增加额外的分支来处理CIDR地址产生的前缀型规则,从而提高了匹配算法的性能。实验结果表明,WMTrie算法在不同规模的规则集上的性能比EGT-PC算法均有所提高。

一种双哈希IP数据包分类算法研究

本文在无冲突哈希算法和异或哈希算法的基础上,提出了一种双哈希的IP分类算法,该算法的核心有三点:一是基于目的/源端口和协议域构造无冲突哈希,由于该三域的组合数目非常少,避免了空间爆炸;二是在异或哈希算法的基础上,将目的/源IP连成比特串后分为四块后进行异或,为了降低冲突率,将异或后的关键值再与一个随机数进行异或,获得分类索引值,并用此值生成多比特Trie树,一般情况下减小了空间和时间复杂度;三是在Trie树终点存放最终分类规则的索引值,为了保证查找到的规则的正确性,对每一个索引值的源/目的IP地址均匹配一次。通过以上三点改进一般要降低算法的时间复杂度和空间复杂度,通过仿真,当对1万务分类规则进行包分类时,该算法的包分类速度可以达到2MPps,所消耗的最大内存为4MB。

一种改进的NAT-PT地址映射表查找算法

该文针对IPv6网络应用日趋频繁带来的NAT-PT中地址映射表规模变大、地址转换速度下降的问题,提出了一种高速网络环境下地址映射查找算法。该算法将转化条目组织成哈希表和多位树,并引入Cache机制。给出了重要数据结构的定义,算法设计思想和算法性能分析,该算法能有效地加快转换条目的搜索过程,提高了NAT-PT的性能。

基于无冲突哈希表和多比特树的两级IPv6路由查找算法

为了提高IPv6的路由查找效率,根据IPv6路由前缀分布规律和前缀层次关系,提出了基于无冲突哈希表和多比特树的两级IPv6路由查找算法。该算法将地址前缀划分区间并按长度为32,40,48比特分别存储于3个哈希表中,剩下不足的前缀比特由多比特树存储,IPv6路由查找时在无冲突哈希表和多比特树中两级查找。实验表明,该查找算法的平均查找路径数为1.0～1.7,适用于高速的IPv6路由查找。

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Trie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。

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。