路由查找技术的分析及研究

从数据结构的角度分析各种路由查找技术的原理.并针对IPv6可聚类的全局单播地址,提出面向IPV6的路由查找算法.通过研究对比各种路由查找技术及其优化策略,为实际工作提供理论依据.     

基于二分查找和Trie的IPv6路由查找算法

分析基于前缀长度的二分路由查找算法和基于Trie的路由查找算法的优缺点,在此基础上提出一个改进的路由查找算法,并给出其在IPv6下的实现方案.由于基于前缀长度的二分路由查找算法扩展性好、查找速度快,而基于Trie的路由查找算法实现灵活、转发表动态更新快,这使得所提算法具备路由转发表动态更新快、查找速度快、对前缀长度扩展性好等优点.模拟实验表明该算法能够较好地满足IPv6的要求.     

分布式路由器中的路由管理模型

高性能分布式路由器中 ,路由管理必须面对两个技术难点 :1)实现高性能的路由查找算法 ;2 )实现主从路由表同步。该文提出一种分布式的路由管理模型 ,给出了这两个技术难点的解决方案。模型实现了路径压缩 Trie树和TCAM硬件相配合的路由查找算法 ,采用了自主设计的过滤算法对路由信息进行过滤 ,并应用 Zebra协议兼容 IPv4和 IPv6路由协议。模型可支持 2 .5 Gb/s接口的分组转发以及 2 0 0 0条 /s的路由更新速度。目前该模型已在国家“八六三”重大攻关项目——“核心路由器”中得到实现     

淘汰策略对移动IPv6协议的改进

由于传统移动IPv6协议要求家乡地址和家乡代理永远固定不变,当移动节点长期远离家乡网络时,其他主机与移动节点之间的通信需要转交地址的绑定更新信息,这会在网络中产生大量的注册报文,降低网络性能.针对传统移动IPv6协议这一缺点,提出了新的移动IPv6协议,新协议采用区域累计使用时间来确定家乡地址、家乡代理,在技术上使用动...     

基于Windows XP的IPv6实验网的组建和隧道配置

介绍了IPv6实验网的组建,以及以此实验平台为基础进行的IPv6静态转发与GRE隧道配置实验。主要研究内容包括:通过捕获通信过程中的IPv6数据包,进行原理性分析,利用测试工具测试协议性能,IPv6协议栈加以安装和地址配置过程,IPv6静态转发配置与测试,并利用ping命令进行通讯测试。其中重点介绍了 GRE隧道及其配置过程。最后,展示了Windows XP下IPv6的部分实验成果。研究表明:GRE隧道在IPv6骨干隧道连接中,其通信安全性与稳定性得以充分展现。     

IPv6邻居发现协议对单播数据转发支持的测试

简要叙述了IPv6单播地址类型及特点,分析了邻居发现协议的功能以及该协议对IPv6单播数据转发技术的支持.设计了协议一致性测试环境及流程,并给出了测试过程及结果.     

路由表前缀结构分析

根据路由表中IP地址前缀之间的包含关系,提出了一种将地址前缀分类的方法,分析了各类地址前缀的增长规律．利用数据结构Trie来描述地址前缀,根据各地址前缀在Trie中的相对关系,将地址前缀划分为不同级别,分析了各级地址前缀的特征,并提出了路由表结构的概念．通过分析近几年路由表的结构探求路由表结构变化的特点和发展趋势．路由表中的地址前缀来源于用户的发布行为,通过分析发布行为对路由表结构的影响,寻找抑制路由表增长的方法．     

Linux下Anycast路由协议的设计与实现

讨论了在Linux内核中Anycast路由协议的设计方案和实现技术,将Anycast路由分为内核Anycast路由数据处理、Anycast路由映射表信息的动态交换与更新、主机Anycast组成员信息管理3部分.内核Anycast路由数据处理部分的实现包括Anycast路由软件的设计和Anycast路由过程中的Anycast地址映射算法及映射表维护,在该部分增加了一个核心数据结构即映射表,完成了Anycast地址到Unicast地址的转换.实验结果表明:通过把Anycast路由映射表信息交换系统设计成守护进程,实现了内核映射表信息的动态更新和路由器间映射表信息的交换;通过Anycast组成员之间的信息通信和用户介入控制的方式实现了Anycast组成员的动态管理;采用全IPv6地址和兼容IPv4的IPv6地址进行组管理、映射表信息交换和Anycast路由以及基于HTTP应用的服务测试,可以有效地实现Anycast数据报的转发.     

三态内容寻址存储器与多核网络处理器结合的IP查找加速模型

提出了一种三态内容寻址存储器(TCAM)与多核网络处理器(NP)相结合的IP报文路由查表加速模型.将前缀长度大于24的表项存放在硬件TCAM中;将前缀长度小于等于24的转发表项组织成压缩的二叉树形式,依据该数据结构截取其中部分表项并存放在硬件中,将其他部分存放在NP的2级缓存中,并将该部分的内存地址索引存放在TCAM中以加速查找;在静态随机存储器中存放转发信息,以最大限度地减小NP报文查表所需访存时延.结果表明：所提出的报文处理模型的可扩展性强,当路由表规模扩大时,其存储资源开销几乎不增加;而利用NP的多线程特性,其报文转发的理论吞吐量可达100 Gb/s的级别,能够满足现有核心路由器的转发需求.     

一种路由表分布式存储转发架构及其查找算法

面向路由器FIS(Forwarding In Switch, FIS)处理机制,提出了一种基于路由表分布式存储的多级流水并行查找架构,采用多个低速的具有独立转发和交换功能的转发交换结点FSN(Forwarding and Switching Node)构成多级流水线,针对IPv6最长匹配前缀的查找需求,设计了一种基于前缀范围的二分查找算法PSB-BS(Prefix Scope Based Binary Search)：将IPv6转发表组织为分层结构,每一层对应不同长度范围的前缀信息,采用二分查找策略对子树层进行搜索,通过构建非对称二分查找树实现了转发表在FSN结点的分布式存储并能有效降低存储开销及IP查找复杂度.仿真结果表明,与目前Cisco商业路由器广泛采用的树位图算法相比,PSB-BS算法显著降低了存储及访存开销.     

基于真实IPv6地址的P2P邮件系统研究与实现

电子邮件一直是互联网最重要的应用之一, 但现有基于SMTP协议和客户/服务器模式的电子邮件系统采用类似路由器的转发机制,由于服务器无法验证最初发送者的身份或源地址的真实性,导致垃圾邮件泛滥,而现有基于内容分析的过滤机制误判率高,经常导致邮件丢失.本文研究基于真实IPv6地址访问的P2P电子邮件体系结构,提出了基于真实IPv6地址的发信人身份认证技术,设计实现了基于真实IPv6地址访问的P2P电子邮件系统,实现了对发信人源地址的认证与追踪,使得假冒源地址的垃圾邮件根本无法发出.     

基于IPv6的下一代教育网过渡研究

随着IPv4地址的枯竭和新业务的驱动,IPv6得到越来越广泛的应用和关注,教育网伴随着CERNET2的建设,将会越来越多的引入IPv6应用,逐渐的从IPv4向IPv6过渡。在基于IPv6的下一代教育网建设时需要在网络、安全等方面,充分考虑到路由、安全等设备同时支持IPv4和IPv6流量的转发和攻击防护,支持IPv4和IPv6网络的共存和互访,支持IPv6 HA、相关日志记录及统一集中管理的方案,从而安全地、渐进地、无伤害地进行过渡。     

基于真实IPv6地址的P2P邮件系统研究与实现

电子邮件一直是互联网最重要的应用之一,但现有基于SMTP协议和客户/服务器模式的电子邮件系统采用类似路由器的转发机制,由于服务器无法验证最初发送者的身份或源地址的真实性,导致垃圾邮件泛滥,而现有基于内容分析的过滤机制误判率高,经常导致邮件丢失.本文研究基于真实IPv6地址访问的P2P电子邮件体系结构,提出了基于真实IPv6地址的发信人身份认证技术,设计实现了基于真实IPv6地址访问的P2P电子邮件系统,实现了对发信人源地址的认证与追踪,使得假冒源地址的垃圾邮件根本无法发出.     

基于滑动地址序列的IPv6网络拓扑发现引擎

为满足IPv6网络的拓扑发现需求,提出了一种基于滑动地址序列的IPv6网络拓扑发现算法。算法根据并发进行的分布式探针数量,将待探测的目标地址集等分为若干子集,在每个周期内每个探针只按序针对其中的一个子集进行探测,同时探针之间互相通告各自探测的结果;此后每个探针按序对下一个子集进行探测,如果发现过程抵达前面的探测周期中其他探针已经发现的共同路径时,则停止继续向前探测。基于本算法实现的系统对一个真实的纯IPv6主干网环境进行了全面发现实验。实验结果表明,该引擎减少了约35%的IPv6探测报文,达到设计目的。     

基于滑动地址序列的IPv6网络拓扑发现引擎

为满足IPv6网络的拓扑发现需求,提出了一种基于滑动地址序列的IPv6网络拓扑发现算法。算法根据并发进行的分布式探针数量,将待探测的目标地址集等分为若干子集,在每个周期内每个探针只按序针对其中的一个子集进行探测,同时探针之间互相通告各自探测的结果;此后每个探针按序对下一个子集进行探测,如果发现过程抵达前面的探测周期中其他探针已经发现的共同路径时,则停止继续向前探测。基于本算法实现的系统对一个真实的纯IPv6主干网环境进行了全面发现实验。实验结果表明,该引擎减少了约35%的IPv6探测报文,达到设计目的。     

IPv6地址的管理及规划探讨

对比IPv4介绍了IPv6地址 ,并对衡量地址方案的指标作了分析 ,根据IANA和APNIC等组织关于IPv6地址分配的建议 ,结合国际和国内的IPv6建设的实际情况 ,提出了IPv6地址分配方案     

基于E类地址池的NAT-PT转换网关的研究

从分析IPv6与IPv4互通技术出现的背景及现状入手,介绍了IPv4向IPv6的过渡技术.并针对NAT-PT网关地址池必须采用IPv4外网地址、地址资源短缺的问题,提出了利用E类地址映射IPv6地址的方案,在一定程度上解决了地址池地址短缺的问题.     

基于SOPC技术的IPv4/IPv6转换网关的设计

作为沟通高速IPv4、IPv6网络的关键设备,协议转换网关对转发速度、时延、负荷量等性能有很高的要求,目前的方案都无法完全满足这一要求,为此提出了基于SOPC技术实现IPv4/IPv6地址协议转换网关的新方案.在实现过程中,基于自顶向下的设计思想,采用原理图和VHDL语言相结合的设计方法,在单片FPGA器件上实现该系统;系统仿真和实验表明,系统的转发速度最高达到800 Mbps、在v4到v6方向和v6到v4方向上的时延分别是40 ns、96 ns.     

哈希在FCFS SAVI算法中的应用研究

FCFS SAVI是一种基于IPv6无状态地址自动配置协议的真实源地址验证方案,查找算法在该方案中起着关键作用.提出将哈希查找应用到FCFS SAVI方案中,详细分析哈希查找在FCFS SAVI方案中的性能,并进行了实验测试.     

IPv6地址结构解析

IPv6由于其近乎无限的地址空间、层次化的地址结构、高速的路由、更强的安全性、对移动性和服务质量的更好支持等特性，是替代IPv4协议、解决目前Internet面临的困境、为下一代Internet提供更好的服务和发展的最佳协议。文中详细论述了IPv6的地址体系结构，IPv6地址的种类及其与接口的关系，IPv6地址模型及IPv6地址、地址前缀、地址类型的详细格式和压缩格式的表示方法，并较完整地论述了IPv6单播地址、任意播地址和组播地址的地址格式、地址范围及其用途，对于布署IPv6网络具有指导性的作用。