多維包分類算法的研究與仿真.pdf

1、包分類是根據(jù)數(shù)據(jù)包的頭部字段將數(shù)據(jù)包按一定規(guī)則進(jìn)行分類的過程，在路由器、防火墻和入侵檢測(cè)等網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵設(shè)備中均有廣泛的應(yīng)用。包分類技術(shù)是因特網(wǎng)提供一切有差別服務(wù)和其他新業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益擴(kuò)大，各種應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)流量迅猛增長(zhǎng)，需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供更高的帶寬和數(shù)據(jù)分類處理能力。因此，研究高速包分類問題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論價(jià)值。
　　 本文首先給出了包分類問題的形式化描述，分析了現(xiàn)實(shí)規(guī)則庫的特點(diǎn)以及包分類算法的衡量標(biāo)準(zhǔn)，最后對(duì)多

2、維包分類算法進(jìn)行了分類總結(jié)。在此基礎(chǔ)上，分別從軟件和硬件兩個(gè)方面對(duì)現(xiàn)有的高速包分類算法進(jìn)行了研究和改進(jìn)。
　　 RFC算法是軟件實(shí)現(xiàn)的包分類算法中分類速度較快的一種算法，適合快速多維包分類，但其預(yù)處理階段需要大量的時(shí)間。對(duì)RFC預(yù)處理階段算法進(jìn)行了改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)了等價(jià)類的存儲(chǔ)方式，采用棧存儲(chǔ)等價(jià)類，并加入啟發(fā)式信息提前確定等價(jià)類的編號(hào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明總的初始化時(shí)間比原來減少了90％以上，并且改進(jìn)后的算法在包分類階段與RFC算法保持

3、相同的時(shí)間復(fù)雜度。
　　 在改進(jìn)RFC算法的基礎(chǔ)上，提出了一種兩階段索引RFC算法，為每個(gè)等價(jià)類生成一個(gè)索引表。包分類過程分兩步完成，先根據(jù)預(yù)處理表查找與數(shù)據(jù)包的源IP地址和目的IP地址字段匹配的規(guī)則，然后再判斷數(shù)據(jù)包的其他分類字段是否匹配。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩階段索引RFC算法極大地減少了初始化時(shí)間，但仍保持了較高的分類速度。
　　 TCAM是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的硬件包分類設(shè)備，在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)就可以完成一次數(shù)據(jù)包的匹配