基于多域并行编码的高速IPv6流分类

摘要

IPv6的多域流分类是高速路由器设计中的一个难点.本文提出了一种使用TCAM的高速IPv6流分类方案,其核心思想是:(1)区分IPv6包头5个域字段的不同特征,根据IPv6地址的特征及其分配信息对其进行压缩,对TCP端口域实施扩展的层次编码,根据统计数据对协议域进行压缩,最终结果是把原始域的296比特转换成280比特的查找关键字,与TCAM的表项宽度相匹配;(2)使用嵌入SSRAM表查找技术,对5个域并行进行独立编码,消除瓶颈编码环节,达到线速处理要求;(3)分类规则数据库按照本文预设计的编码方式存储在TCAM中,使用流水线技术让域的编码操作和查找操作并行执行,每个TCAM访存周期完成一次查找操作.同时,为解决范围匹配问题,本文设计了一种预定义位宽的动态范围编码算法,既节省了TCAM的存储空间,又提高了硬件规则库的更新速度.分析和仿真表明,当路由查找和流分类共用一个TCAM时,使用较低的工作频率(66MHz),流分类和路由查找速度均可达到22Mpps,满足高速OC-192接口的线速查找与流分类要求.