The KIPS Transactions:PartC (정보처리학회논문지C)

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A Partitioned Compressed-Trie for Speeding up IP Address Lookups

IP 주소 검색의 속도 향상을 위한 분할된 압축 트라이 구조

  • 박재형 (전남대학교 전자컴퓨터정보통신공학부) ;
  • 장익현 (동국대학교 정보통신공학과) ;
  • 정민영 (성균관대학교 정보통신공학부) ;
  • 원용관 (전남대학교 정보통신공학부ㆍ의학부)
  • Published : 2003.10.01
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Abstract

Packet processing speed of routers as well as transmission speed of physical links gives a great effect on IP packet transfer rate in Internet. The router forwards a packet after determining the next hop to the packet's destination. IP address lookup is a main design issue for high performance routers. In this paper, we propose a partitioned compressed-trie for speeding-up IP address lookup algorithms based on tie data structure by exploiting path compression. In the ,proposed scheme, IP prefixes are divided into several compressed-tries and lookup is performed on only one partitioned compressed-trie. Memory access time for IP address lookup is lessen due to compression technique and memory required for maintaining partition does not increased.

인터넷에서 IP 패킷 전송은 링크의 전송 속도와 더불어 라우터에서의 패킷 처리 속도에 영향을 받는다. 라우터는 외부 인터페이스에서 입력되는 패킷을 목적지로 보내기 위한 다음 홉을 결정하여 패킷을 전달하는 역할을 수행한다. 이 과정에서 주소 검색은 고성능의 라우터 설계에 중요한 요인이다. 본 논문에서는 트라이 자료 구조 기반의 IP 주소 검색 알고리즘의 성능을 향상시키기 위해서 경로 압축을 이용한 분할 압축 트라이 구조를 제안한다. 제안된 분할 압축 트라이에서는 IP 주소 프리픽스들을 여러 개의 분할 압축 트라이로 나누어서 하나의 분할된 압축 트라이에서만 검색이 이루어지도록 하여 압축 트라이에서 탐색하는데 드는 시간을 줄이는 방법이다. 분할을 함으로써 늘어나게 되는 메모리의 부담이 적음을 보여준다.

Keywords

References

  1. J. Aweya, 'On the Design of IP Routers Part 1 : Router Architectures,' Journal of Systems Architecture, Vol.46, No.6, pp.483-511, Apr., 2000 https://doi.org/10.1016/S1383-7621(99)00028-4
  2. W. Doeringer, G. Karjoth and M. Nassehi, 'Routing on Longest Matching Prefixes,' IEEE/ACM Transaction on Networking, Vol.4, pp.86-97, Feb., 1996 https://doi.org/10.1109/90.503764
  3. V. Fuller, T. Li, J. Yu and K.Varadhan, 'Classless Inter-Domain Routing (CIDR) and Address Assignment and Aggregation Strategy,' RFC1519, Sep., 1993
  4. P. Gupta, S. Lin and N. Mckweon, 'Routing Lookups in Hardware at Memory Access Speeds,' Proc. of INFOCOM, pp.1240-1247, 1998 https://doi.org/10.1109/INFCOM.1998.662938
  5. E. Horowitz and S. Sahni, 'Fundamentals of Data Structures in C,' Computer Science Press, 1993
  6. S. Keshav and R. Rharma, 'Issues and Trends in Router Design,' IEEE Communications Magazine, Vol.36, No.5, pp.144-151, May, 1998 https://doi.org/10.1109/35.668285
  7. 이인복, 박근수, 최양희, 정성권, '세그먼트 트리를 이용한 IP주소 검색', 정보과학회지 : 시스템 및 이론
  8. A. J. McAuley and P. Francis, 'Fast Routing Table Lookup using CAMs,' Proc. of IEEE Infocom, pp.1382-1391, 1993
  9. 'BGP Table Statistics,' http://bgp.potaroo.net
  10. MMC Networks Co., 'EPIF4-L3 Reference Manual,' Oct., 1998
  11. D. Morrison, 'PATRICIA-Practical Algorithm To Retrieve Information Coded In Alphanumeric,' Journal of ACM, Vol.5, No.4, pp.514-534, Oct., 1968 https://doi.org/10.1145/321479.321481
  12. S. Nilsson and G. Karlsson, 'IP-Address Lookup using LC-Tries,' Journal of Selected Areas in Communications, Vol. 17, No.6, pp.1083-1092, Jun., 1999 https://doi.org/10.1109/49.772439
  13. V. Srinivasan and G. Varghese, 'Fast Address Lookups using Controlled Prefix Expansion,' ACM Trans. on Computer Systems, Vol.17, No.1, pp.1-40, Feb., 1999 https://doi.org/10.1145/296502.296503
  14. K. Sklower, 'A Tree-based Routing Table for Berkeley Unix,' Technical Report, Univ. of California, Berkeley, 1993
  15. H. Tzeng and T. Przygienda, 'On Fast Address-Lookup Algorithms,' IEEE Journal of Selected Areas in Communications, Vol.17, No.6, pp.1067-1082, Jun., 1999 https://doi.org/10.1109/49.772436
  16. P. -C. Wang, C.-T. Chan and Y.-C. Cheng, 'A Fast IP Routing Lookup Scheme,' Proc. of ICC, pp.1140-1144, 2000