摘要：研究网络处理器中的搜索算法,提出一种基于Patricia树的无回溯搜索算法,并进行仿真和评估分析。该算法被用于中科院计算所的网络处理器的搜索引擎的设计中,该搜索引擎可以运行在155.9 MHz的XC2VP30 FPGA上,占用421个LUT,当频率为100 MHz时,每秒可以执行约7 000 000次搜索操作,实现了资源消耗和性能的折中。

摘要：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 .

摘要：布隆过滤器作为一种高效的数据结构,被广泛应用于执行近似成员资格检查。针对资源功耗受到严格限制的星载路由器设计需求,提出了一种将布隆过滤器引入分段式路由查找的解决方案,在基于共享内存式查找的基础上提高查找效率,在保证最长前缀匹配的同时减少不必要的查找,尽力实现“一次查找,一次命中”。该方案还将布隆过滤器位数组中的每一位与一个计数器相关联,实现对路由更新的支持。将优化的布隆过滤单元在基于Xilinx Virtex-7的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)开发平台上进行了仿真实现,给出了关键算法的仿真波形,验证了该方案的有效性及相关理论分析的正确性。

摘要：为了解决目前IP路由查表大容量和高吞吐需求的同时,实现低硬件资源成本,提出一种大容量高带宽IP路由查表算法,并完成FPGA实现。算法将FIB表项的存储映射为字典树的数据结构,进行路径压缩和级别压缩以节省存储资源。将字典树根节点信息存储在片内SRAM,子树节点存储于片外DRAM。查找时,在芯片硬件内采用流水线方式优化资源负载均衡,实现片外DRAM的一次访问即可得到结果,实现了单周期线速查表,并支持增量更新。该算法通过FPGA设计实现,并进行仿真和实机验证。结果表明,该方案可同时支持大容量IPv4和IPv6 FIB表项并行查找,与现有方案相比,做到了更大容量、更高带宽和更低成本。

摘要：针对网络边缘和接入层设备需处理多种网络协议和价格敏感的特点,文中介绍了一种能支持精确匹配和最长前缀匹配的多功能查找引擎。此引擎以五级环行多功能流水线为核心,通过SRAM接口与主机交互,采用ZBTSRAM作为路由表存储器。文中着重介绍了引擎的硬件结构、软件系统和软硬件联合验证方法。性能评测表明,基于FPGA的实现主频可达到50MHz,性能可以满足1Gbps￣2Gbps的接入和边缘层设备要求。

摘要：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。

摘要：Trie树数据结构的实现方法灵活,所需存储器空间小,是实现高速路由查找和分组转发的理想选择。为满足10 Gb/s线速度网络处理器中微引擎的设计要求,提出一种基于最优平衡、多层存储的Trie树路由查找算法。建立一种平衡的压缩树结构,将该树中相邻的多层节点压缩到一个存储节点中。通过构造特定的数据存储结构来减小树的搜索深度,以空间换取时间,从而提高路由查找速度和分组转发效率。在网络处理器的查找微引擎设计中实现Trie路由查找算法,实验结果表明,单个微引擎的查找速度为4.4 Mb/s,能达到节省存储空间、提高查找效率的效果。

摘要：基于多分支Trie数据结构的查找算法在路由查找中有着广泛的应用。文章对基于多分支Trie的路由查找算法进行了介绍,并对其特点进行了分析。在此基础上,设计实现了便于高速动态路由查找的多分支Trie数据结构,公开了一个使用多分支Trie数据结构的基于前缀值的动态最长前缀匹配算法,提高了路由查找速度。

摘要：互联网的快速发展要求网络设备能够支持每秒几百万以上分组的转发能力,实现这一功能的关键是路由表的组织结构、快速的路由查找算法和高性能的硬件平台支持。设计并实现基于众核网络处理器的高速IP包转发系统,使用Tile-Gx36众核网络处理器作为硬件平台,采用基于Hash的前缀长度和多分支Trie树的路由查找算法,借鉴基于Hash的前缀长度路由表查找算法在存储和检索上的优势,并结合基于多分支Trie树路由表查找算法的查询效率,将路由表存储于L2层缓存中,进一步提高了路由表的访问速度和查询命中率。实验结果表明,对于不同大小负载的数据包系统均能满足40 Gbps的转发速度。

摘要：本文介绍了一种用于高速路由查找的转发表数据结构。该方案使用紧缩表技术 ,使得整张转发表可以被通用处理器的高速缓存容纳 ,因而查找速度获得极大提高。文中分析了该设计方案的参数以及扩展局限性。