IP路由技術綜述論文

　　摘 要：因特網的高速增長給路由系統帶來了巨大的壓力。IP路由查找操作已經成為路由器轉發性能乃至因特網整體性能的主要瓶頸之一。本文通過深入研究業界提出的關于IP路由的多種解決方案，提出了IP路由未來的發展方向。

　　關鍵詞：因特網；IP；路由查找；

　　一、IP協議簡介

　　IP (Internet Protocol)協議是TCP/IP協議族中兩個最重要的協議之一。IP協議是以信息包為基礎的'協議，位于OSI七層模型中的網絡層，同時還有地址解析協議ARP，逆地址解析協議 RARP ，Internet控制報文協議ICMP (Internet Control Message Protocol)與之配套使用。Ip協議通過計算機網絡交換數據、處理尋址、分割、拼接及協議信號分解，它是所有其他IP協議套件的基礎。

　　IP協議工作在網絡層，它與數據鏈路層形成了鮮明的對比。網絡層的功能是將源端發出的分組經各種途徑送到目的端，數據鏈路層僅將數據幀從導線的一端送到其另一端。可見網絡層是處理端到端數據傳輸的最底層。因此，決定了IP路由尋址最根本的任務就是進行地址轉換，而后兩個算法的搜索時間復雜度與地址寬度無關。因此，這幾個算法能夠用于 IPv6的路由查找。

　　二．硬件路由查找算法

　　硬件路由查找算法有24-8 DIR算法、基于TCAM（三值 TCAM）的算法。

　　24-8 DIR算法實際是一種用硬件實現的多分支前綴擴展算法。該算法基于對于前綴長度分布的統計數據長度大于24的前綴非常少，因此該算法將所有前綴全部展開為24位前綴。所以，它 只 有 兩級：第一級224個分支，若有第二級節點，則該第一級節點有28個二級子節點。在一般情況下只需一次訪存即可找到目標路由，而對于長度大于24的前綴則最多只需要進行兩次訪存。因此，這是一種“以存儲器速度進行路由查找”的算法，也是典型的用空間換時間的算法。

　　另一種基于硬件的算法是基于TCAM（三值 TCAM）的算法。在進行搜索的時候，所有的TCAM項都需要同時進行匹配，在有多個匹配項時，TCAM規定在所有匹配的表項中選取地址最低的表項作為最后的結果。因此，為了能夠進行最長前綴路由的查找，就需要保證在TCAM的低地址區域存儲長前綴路由項,而在高地址區域存儲短前綴路由項。TCAM具有速度快的優點，但它也具有如下缺點：單位比特昂貴、容量小、并行匹配導致功耗很大及更新復雜。

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