IPv6網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包分類的研究與實現(xiàn).pdf

1、數(shù)據(jù)包分類在虛擬專用網(wǎng)絡(luò)、基于策略的路由、區(qū)分服務、流量計費等領(lǐng)域得到了廣泛的應用。為了更大的地址空間和更好的服務質(zhì)量，以IPv4為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)向IPv6升級是因特網(wǎng)發(fā)展的趨勢。新的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，數(shù)據(jù)包分類技術(shù)面臨著新的壓力和挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在：(1)IPv6更深的協(xié)議棧增加了協(xié)議解析的難度；(2)IPv6網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要后向兼容IPv4；(3)多維分類要求支持最佳規(guī)則匹配；(4)新的應用要求基于內(nèi)容分類。 針對上述問題，本文的研究工作從

2、兩個方面展開：(1)基于指令集的協(xié)議解析與字段抽取技術(shù)；(2)利用三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器實現(xiàn)最佳規(guī)則匹配和基于內(nèi)容分類的技術(shù)。本文取得的成果有： 1.協(xié)議解析和字段抽取指令集?；谠撝噶罴挠布瑫r支持IPv4和IPv6，與協(xié)議棧深度無關(guān)。和軟件/硬件協(xié)議棧相比，其所需資源更少，處理性能更高，并可以動態(tài)支持新的協(xié)議類型。 2.分布式規(guī)則管理算法。該算法支持最佳規(guī)則匹配，時間復雜度只與規(guī)則種類有關(guān)，而與規(guī)則數(shù)量無關(guān)。與集中

3、式規(guī)則管理算法相比，該算法將時間復雜度減小了兩個數(shù)量級。 3.多字節(jié)移位多模式匹配算法。運用三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器，該算法能夠?qū)崿F(xiàn)多模式的并行匹配，適用于基于內(nèi)容的分類。算法的時間復雜度是待檢測文本長度的線性函數(shù)，與模式的數(shù)量無關(guān)。該算法可以通過增大模式空間換取數(shù)倍的處理帶寬。 本文的研究成果在FPGA上進行了實現(xiàn)，還可以很方便地集成到ASIC或NPU中。參考設(shè)計能夠處理5G輸入帶寬下從數(shù)據(jù)報鏈路層到運輸層的多維分類，同時