摘要：该文基于布鲁姆过滤器算法和三态内容寻址存储器(Ternary Content Addressable Memory,TCAM)技术提出一种高效范围匹配方法,解决了目前TCAM范围匹配方案存在的存储利用率低、功耗大的问题。设计基于最长共同前缀的分段匹配算法(Segmented Match on Longest Common Prefix,SMLCP)将范围匹配拆分为前缀匹配和特征区间比对两步,TCAM空间利用率达到100%。根据SMLCP算法设计了BF-TCAM模型,使用布鲁姆过滤器对关键字过滤,屏蔽无关项参与比较,大幅降低功耗。使用流水线缩短关键路径长度,使查找操作在一个时钟周期内完成。研究结果表明,所提方法实现了零范围扩张,工作功耗较传统TCAM降低50%以上。

摘要：针对基于三态内容寻址存储器(TCAM)的报文分类存在范围扩张导致空间利用率较低的问题,提出了一种利用域转换的报文分类算法(DTRM)。首先将规则集独立的范围预编码算法中范围规则编码所需的比特数量由2k-1替换为任意值,从而能够利用TCAM中的所有冗余位进行编码,实现新范围域的构建,然后利用范围规则的分布特征,以规则集能够表示为较少的TCAM表项为原则,设计域转换函数,将规则集原始范围域转换为新构建的范围域。报文分类时,利用域转换函数将报文头部转换为新构建范围域中的某一数值或范围,并与TCAM表项进行并行比较,最终得到分类结果。仿真结果表明,与并行报文分类算法相比,DTRM算法的范围扩张因子由1.6减少至1.21,TCAM空间利用率由63%增加至82%,同时支持规则的增量更新。

摘要：介绍了三态内容寻址存储器的硬件组成,分析了三态内容寻址存储器的工作原理,结合March算法的理论设计了三态内容寻址存储器故障诊断的方法,并介绍了故障检测的流程,在VxWorks的操作系统下以Tornado为开发平台实现了三态内容寻址存储器的故障诊断功能,最后给出了实验结果。实际应用表明结果可靠性能高能满足用户的需求。

摘要：在高硬件容错性模型中,近似搜索可应对数据量与运算量需求能效提高的问题.针对三态内容寻址存储器在近似搜索模式下精度低、可扩展性差等问题,提出了一种电流模测量方案.该方案基于铁电晶体管优化了存储单元的结构设计以降低面积与功耗;将阵列搜索不匹配度由原先的电压输出改为电流输出,提高了电路可扩展性;引入了将模拟电流信号转化为数字脉冲信号的感测放大器(sense amplifier,SA)作为外围电路以检测存储阵列的不匹配度输出.通过Hspice与Virtuoso仿真平台搭建瞬态仿真电路实验,验证了该方案成功地实现了高能效三态内容寻址存储器近似搜索.

摘要：以博通公司专用集成电路(ASIC)芯片交换机为例,深入研究了OpenFlow表项映射至芯片三态内容寻址存储器和传统转发寄存器的机制,以达到充分利用现有ASIC资源的目的.在工业界主流交换机上进行测试的结果表明,该方案实现的OpenFlow交换机完全可行,并具备较好的实用性和扩展性.

摘要：基于流表的转发机制为OpenFlow提供了灵活的可编程能力，但是随着网络功能的不断膨胀，OpenFlow交换机中的流表规模呈现出不断增长的趋势，这些流表难以在交换机有限的三态内容寻址存储器（TCAM）中进行存储，成为网络发展的一个瓶颈。为了高效地利用有限的TCAM资源进行流表存储，该文提出一种OpenFlow多级流表结构及其映射算法，将单一流表映射到多级流表中进行高效存储和查找。仿真结果表明：该文所提方法比单一流表的存储方法节省17％～95％的TCAM资源。这对OpenFlow数据平面查找结构及其扩展性设计具有重要意义。

摘要：针对传统基于TCAM的报文分类算法存在功耗较大的问题,提出了一种基于三态位分割的低功耗TCAM报文分类算法——TSP-PR(tri-state-based partition for power reduction)。利用TCAM支持三态位的特点,设计标志位选取函数动态选取标志位划分规则集,报文查找时只选取与待匹配报文相关的子集参与比较,减少了参与匹配的表项数目,从而达到了降低功耗的目的。实验表明,相对于传统基于TCAM的报文分类算法,TSP-PR算法在付出较小存储代价的情况下功耗减少了60%以上。

摘要：对K步长状态机进行改进,消除了各状态的失效链,节省了存储资源,提高了匹配效率;根据TCAM(Ternary Content Addressable Memory)的并行查找和精确查找的特性,设计了一种用FPGA实现TCAM的方法,并以此作为基本匹配单元;最后结合改进的K步长状态机和基本匹配单元设计了一个快速多模式匹配系统.接收网络数据流进行实验,结果证明设计的匹配系统能达到数千兆位的吞吐率.

摘要：针对现有范围编码方案三态内容寻址存储器(TCAM)利用率不高及更新性能差问题,提出一种混合范围编码方案(Hybrid-RES),根据扩展系数和出现频率,采用纵向或横向扩展编码策略对范围字段进行编码。纵向扩展编码策略利用格雷码的对称映射特征设计一种格雷范围编码算法,对纵向扩展出TCAM表项数目较多的范围字段采用横向扩展编码策略。理论分析和实验结果表明,Hybrid-RES可以较大地提高TCAM利用率,同时获得较好的更新性能。

摘要：将现有主要报文分类算法按照设计策略，分为遍历查找、分治法、决策树和元组空间四类，详细介绍了其中的典型算法的主要思路和部分算法细节。从时间复杂度、空间复杂度、更新复杂度、规则规模扩展性、维度扩展性和规则描述灵活性等方面，对上述算法进行了分析和比较。最后对各类算法的特点进行了总结，并给出了今后研究的主要方向。