支持IPv4-IPv6的快速IP路由查找和更新技術(shù)研究.pdf

1、目前，隨著應(yīng)用的快速發(fā)展和圖像、音頻、視頻等多媒體信息傳輸?shù)拇罅吭黾?，Internet流量呈指數(shù)方式增長(zhǎng)，對(duì)骨干路由器提出了越來越高的性能需求。在Internet發(fā)展初期，路由器大多基于CPU+內(nèi)存結(jié)構(gòu)，其路由查找過程大多由軟件采用二進(jìn)制樹的方法實(shí)現(xiàn)。在高性能路由器中，多種基于硬件方法實(shí)現(xiàn)的IP路由查找技術(shù)被廣泛使用，如直接存儲(chǔ)器訪問、基于三態(tài)CAM和Cache的查找技術(shù)等。隨著第三代網(wǎng)絡(luò)處理核心——網(wǎng)絡(luò)處理器的出現(xiàn)，IP路由查找過程大

2、多被集成在網(wǎng)絡(luò)協(xié)處理器中。 路由器的轉(zhuǎn)發(fā)速率通常受限于選擇路由的速度，因此，路由查找和更新的方法是路由器進(jìn)行包轉(zhuǎn)發(fā)的基礎(chǔ)和提高其性能的關(guān)鍵性技術(shù)，在路由器設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。本文在詳細(xì)分析多種現(xiàn)有IP路由查找技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種可硬件實(shí)現(xiàn)的快速IP路由查找方法，將IP前綴匹配等價(jià)為地址范圍搜索，采用B-樹結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)路由表。這種方案對(duì)存儲(chǔ)要求較低，僅由小容量的片上SRAM和片外DRAM構(gòu)成即可。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于一個(gè)具有32K個(gè)路由

3、表項(xiàng)的IPv4路由表，在160位存儲(chǔ)帶寬下，只需要2Mb的片上SRAM，平均訪存7次，路由更新的速度為微秒量級(jí)；對(duì)于一個(gè)具有20K個(gè)路由表項(xiàng)的IPv6路由表，在552位存儲(chǔ)帶寬下，只需要3Mb的片上SRAM，平均訪存6次。本文描述的快速IP路由查找技術(shù)在簡(jiǎn)單硬件支持下就能夠達(dá)到OC-48的轉(zhuǎn)發(fā)要求，并能支持IPv4和IPv6下的路由查找。如果采用硬件流水線來組織B-樹的查找過程，那么可以達(dá)到一次存儲(chǔ)器訪問時(shí)間的查找速率。 此外，