The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

A High PErformance Lookup Controller for ATM based IP Packet Forwarding Engine

ATM 기반 IP 패킷 포워딩 엔진을 위한 고성능 룩업 제어기

  • 최병철 (한국전자통신연구원 네트워크핵심기술연구부 NP기술팀) ;
  • 곽동용 (한국전자통신연구원 네트워크핵심기술연구부 NP기술팀) ;
  • 이정태 (부산대학교 컴퓨터공학과)
  • Published : 2003.04.01
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Abstract

In this paper, we proposed a high performance lookup controller for IP packet forwarding engine of ATM based label edge routers. The lookup controller is designed to provide services such as MPLS, VPN, ELL, and RT services as well as the best effort. For high speed searching for IP addresses, we employed a TCAM based hardware search device not using traditional algorithmic approaches. We also implement lookup control functions into FPGA for fast processing of packet header and lookup control. The proposed lookup controller is designed to support differenciated services for users and to process in pipelined mechanism for performance improvement. A two-step search scheme is also applied to perform lookup for the key combined with multi-field of packet header. We found that the proposed lookup controller provides the performance of about 16M packets per second through simulations.

본 논문에서는 ATM 기반 레이블 에지 라우터의 IP 패킷 포워딩 엔진을 위한 고성능 룩업 제어기를 제안하였다. 제안한 룩업 제어기는 IP 패킷에 대한 Best Effort 서비스 뿐만 아니라 MPLS(Multiprotocol Label Switching), VPN(Virtual Private Network), ELL(Emulated Leased Line), RT(Real Time) 서비스 등의 차별화된 서비스들을 제공할 수 있도록 설계하였다. 고속의 IP 주소 검색을 위하여 소프트웨어 기반의 알고리즘 방식을 사용하지 않고 TCAM(Ternary Content Addressable Memory) 기반의 하드웨어 방식을 적용하였으며, IP 패킷 헤더 처리 및 룩업 제어 기능을 고속으로 수행하기 위하여 룩업 제어 기능을 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현하였다. 룩업 제어기는 사용자의 차별화된 다양한 요구를 수용할 수 있으며, 성능 향상을 위하여 파이프라인 기법으로 처리되도록 설계하였다. 또한 패킷 헤더의 여러 영역을 조합한 비교키에 대한 룩업 기능을 수행하기 위하여 2단계 검색 메카니즘을 가지며, 시뮬레이션을 통하여 제안한 룩업 제어기는 약 16Mpps의 성능을 보였다.

Keywords

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