的发展使 IP 地址的长度从 32 位扩展到了 128 位, 这些都给 IP 查找的存储性能和可扩展性带来了严 峻的挑战. 此外, 虚拟化路由器 [2] , 软件定义网络 2) 和命名数据网络 3) 等新兴网络技术及未来网络架 构的提出与发展也对 IP 查找提出了新的需求. 基于无类型域间路由技术 (CIDR), IP 查找可转化为一个最长前缀匹配 (longest prefix matching, LPM) 问题. 其主流解决方案大致可分为 3 类: (1) 基于三态内容可寻址存储器 (ternary content addressable memory, TCAM) 的解决方案. 这类方案可以在一个时钟周期内完成对所有条目的查询, 具有 非常高的性能 [3,4] , 但是 TCAM 价格昂贵、能耗较大, 需要维护转发规则的有序性又导致了其更新瓶 颈 [5] , 这些缺陷使得这类方案难以直接用于大规模路由器或者更新频繁的应用场景 [6]. (2) 基于哈希 (Hash) 的解决方案. 这类方案依托先进的哈希技术, 能实现方便、快捷的查询和维护 [7∼9]. 但是由哈 希冲突和假阳性带来的问题严重制约了其实际应用. (3) 基于特里树 (Trie) 的解决方案. 这类方案因 其结构和算法的灵活多变, 倍受青睐 [10∼14]. 虽然已经有很多技术能将特里树压缩得非常紧凑 [11∼13] , 基于特里树的 IP 查找算法依然需要多次访存来完成一次查找, 导致了其性能瓶颈. 流水线技术的引 入, 很好地解决了这个问题. 相关研究成果表明, 将特里树映射为基于静态随机访问存储器 (static random access memory, SRAM) 的流水线结构, 甚至能获得比 TCAM 还高的吞吐率 [15] , 且支持快速增量 更新 [16,17] .
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