• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권1호
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• pp.57-67
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• 2009

인터넷 라우터에서의 패킷 포워딩은 라우팅 테이블에 저장되어 있는 다양한 길이의 프리픽스들 중, 입력된 패킷의 목적지 주소와 가장 길게 일치하는 프리픽스를 찾아 그 프리픽스가 지정하는 출력 포트로 입력된 패킷을 내 보내주는 일련의 과정을 말한다. 패킷 포워딩 속도의 관건은 IP 주소 검색 성능이라 할 수 있는데, 고속의 IP 주소 검색을 제공하기 위해서는 포워딩 테이블을 저장하기 위한 효율적인 데이타 구조 및 우수한 검색 알고리즘이 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 이진 검색 트리를 이용한 주소 검색 알고리즘에 주목한다. 기존에 나와 있는 모든 이진 검색 알고리즘은 균형 검색을 제공하지 못하여 효율적이지 못하고, 프리픽스 영역에 대한 이진 검색 알고리즘은 균형 검색을 제공하나 프리픽스 개수보다 많은 수의 포워딩 엔트리를 저장하여 또한 효율적이지 못하다. 본 논문에서는 효율적인 IP 주소 검색을 위하여 완전 균형 트리 구조를 만들어 이진 검색을 수행하는 알고리즘을 제안하고, 그 성능을 평가하여 기존의 다른 주소 검색 알고리즘과 비교한다. 성능 평가 결과 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 메모리 요구량의 증가 없이 검색 속도가 매우 향상됨을 보았다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권12C호
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• pp.1642-1651
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• 2004

인터넷 접근 기술의 발달은 보다 큰 인터넷 bandwidth를 필요로 하게 되었고 라우터에서의 빠른 패킷 처리를 요구하게 되었다. 라우터에서의 어드레스 경색은 일초에 수천만개 이상으로 입력되는 패킷에 대하여 실시간으로 처리되어야 하는 중요한 기능이다. 본 논문에서는 효율적인 어드레스 검색을 위한 소프트웨어에 기반한 새로운 검색 구조를 제안한다. 라우팅 테이블을 여러 개의 밸런스 트리들로 구성하여 하나의 SRAM에 저장하고 각각의 트리에 대해 순차적으로 바이너리 검색을 수행하는 방식이다. 본 논문에서 제안하는 구조는 약 40,000 여개의 프리픽스를 갖는 라우팅 테이블을 저장하기 위하여 301.7KByte의 작은 사이즈 SRAM을 사용하고 평균 11.3번의 메모리 접근으로 주소 검색이 가능한 구조이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권5B호
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• pp.285-295
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• 2008

인터넷 라우터는 라우팅 테이블로부터 입력 패킷의 목적지 주소에 맞는 다음 홉을 찾아 입력 패킷을 내보내는 패킷 포워딩을 수행하여야 한다. 그러나 링크 기술의 발달과 더불어 인터넷 사용자의 급증으로 인하여 입력되는 패킷과 같은 속도로 패킷을 처리하는데 어려움을 겪고 있다. 따라서 보다 빠른 주소 검색을 제공하기 위한 여러 이진 검색 알고리즘들이 제안되었다. 그러나 기존에 나와 있는 대부분의 이진 검색 알고리듬들의 구조는 불균형 구조로서, 메모리 접근 횟수가 많아 빠른 주소 검색이 어렵다는 단점이 있다. 균형 구조를 갖는 경우에는 프리픽스 복사로 인하여 원래 프리픽스 수보다 노드 수가 늘어나는 단점이 있다. 본 논문에서는 균형 구조를 갖는 새로운 이진 검색 알고리즘을 제안한다. 제안된 구조에서는 디스조인트(disjoint)한 프리픽스들 즉, 이진 트라이(binary trio)에서 리프 노드에 위치한 프리픽스들만으로 이진 검색 트리를 구성하고, 각 노드에 프리픽스의 네스팅(nesting) 관계에 대한 정보를 담는 프리픽스 벡터(prefix vector)를 두도록 하였다. 그러므로 실제 프리픽스의 수 보다 훨씬 적은 수의 노드를 갖는 균형 이진 트리를 형성함으로서, 검색 성능을 매우 향상시킨 새로운 구조이다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.269-272
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• 2001

Since Multi-way Search Tree reduces the number of the memory access by increasing the branch factor, it is considered a method to archive the high-speed IP address lookup. Using the combination of initial 16 bit may and Multi-way Search Tree, it also reduces the search time of If address lookup. Multi-way Search Tree consists of K keys and K＋1 key pointers. This paper shows how the E update of Multi-way Search Tree which consists of the one pointer within a node can be performed. Using the one pointer within a node, it increases the number of keys within a node and reduces the search time of IP lookup. We also describes IP updating methods such as modification, Insertion and Deletion of address entries. Our update scheme performs better than the method which rebuilds the entire IP routing table when IP update processes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권3호
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• pp.873-889
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• 2014

IP address lookup is very crucial in performance of routers. Several works have been done on prefix caching to enhance the performance of IP address lookup. Since a prefix represents a range of IP addresses, a prefix cache shows better performance than an IP address cache. However, not every prefix is cacheable in itself. In a prefix cache it causes false hit to cache a non-leaf prefix because there is possibly the longer matching prefix in the routing table. Prefix expansion techniques such as complete prefix tree expansion (CPTE) make it possible to cache the non-leaf prefixes as the expanded forms, but it is hard to manage the expanded prefixes. The expanded prefixes sometimes incur a great deal of update overhead in a routing table. We propose a bitmap-based prefix cache (BMCache) to provide low update overhead as well as low cache miss ratio. The proposed scheme does not have any expanded prefixes in the routing table, but it can expand a non-leaf prefix using a bitmap on caching time. The trace-driven simulation shows that BMCache has very low miss ratio in spite of its low update overhead compared to other schemes.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권11B
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• pp.911-919
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• 2004

IP 주소 검색은 인터넷 라우터의 필수적인 기능의 하나로서, 라우터 전체의 성능을 결정하는 중요한 요소이다. 소프트웨어에 기반한 IP 주소 검색 방식의 성능 평가 기준 중 가장 중요한 것은 라우터의 처리 속도를 보장해 주는 의미를 갖는 최대 메모리 접근 횟수이다. 이진 프리픽스 트리 방식(BPT)은 최대 메모리 접근 횟수에 있어서 기존의 다른 소프트웨어에 기반한 방식 중 우수한 방식이지만, 트리의 구조가 불균형적이 되는 단점이 있다. 본 논문에서는 기존의 BPT 방식의 트리 생성 과정에 가중치 개념을 추가하여, 완전 균형 트리에 매우 근접하는 트리를 생성하는 가중 이진 프리픽스 트리 (WBPT) 방식을 제안한다. 제안하는 WBPT 방식은 기존의 소프트웨어에 근거한 방식들에 비교하여 최대 메모리 접근 횟수에 있어서 가장 적은 성능을 보인다. 또한 3만 개 정도의 프리픽스에 대해서 L2 캐쉬에 저장이 가능한 정도의 작은 메모리 크기를 요구하구 프리픽스의 추가, 삭제가 용이하므로 실제적인 라우터의 IP 검색을 위하여 사용될 수 있는 방식이다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제28권11호
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• pp.613-619
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• 2001

IP 주소 검색 문제는 IP 주소에 대해서 매칭되는 길이가 가장 IP 접두사를 라이팅 테이블로부터 찾는 것으로서, 인터넷의 고속화에 장애가 되어 왔다. 본 논문에서는 세그먼트 트리라는 자료 구조를 이용하여 이 문제에 대한 새로운 알고리즘을 제시한다. 본 논문에서는 제시하는 알고리즘은 n개의 접두사가 주어졌을 때 Ο(log n) 시간에 IP 접두사를 검색할 수 있다. 또 기존의 알고리즘에서 문제가 되었던 IP 접두사의 삽입과 삭제 연산을 자료 구조 전체를 다시 만들지 않고 효율적으로 처리한다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제5권3호
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• pp.47-55
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• 2016

Router main task is to provide routing of Internet Protocol (IP) packets. Routing is achieved with help of the IP lookup. Router stores information about the networks and interfaces in data structures commonly called as routing tables. Comparison of IP from incoming packet with the IPs stored in routing table for the information about route is IP Lookup. IP lookup performs by longest IP prefix matching. The performance of the IP router is based on the speed of prefix matching. IP lookup is a major bottle neck in the performance of Router. Various algorithms and data structures are available for IP lookup. This paper is about reviewing various tree based structure and its performance evaluation.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.45-52
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• 2015

We propose a hybrid prefix caching scheme to enable high speed IP address lookup. All prefixes loaded in a prefix cache should not be overlapped in address range for correct IP lookup. So, every non-leaf prefix needs to be expanded not so as to be overlapped. The shorter expanded prefix is more preferable because it can cover wider address range just as an single entry in a prefix cache. We exploits advantages of two dynamic prefix expansion techniques, bounded prefix expansion technique and bitmap-based prefix expansion technique. The proposed scheme uses dual bound values whereas just one bound value is used in bounded prefix expansion. Our elaborated technique make the dual bound values be associated with several subtries flexibly using bitmap information, rather than with fixed subtries. We evaluate the performance of the proposed scheme in terms of the average length of the expanded prefixes and cache miss ratio. The experiment results show the proposed scheme has lower cache miss ratio than other previous schemes including both bounded prefix expansion and bitmap-based expansion irrespective of the cache size.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권1B호
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• pp.18-28
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• 2004

라우터에서의 어드레스 검색은 일초에 수천만개 이상으로 입력되는 패킷에 대하여 실시간으로 처리되어야하기 때문에 인터넷 라우터는 효율적인 IP 어드레스 검색 구조를 갖도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 [1]에서 제안된 IP prefix의 binary tree에 기초한 효율적이면서 실용적인 IP 어드레스 검색 구조와 이를 구현하는 하드웨어 구조를 제안한다. 제안된 구조는 (1)에서 제안된 binary tree의 문제점들을 해결하는 구조로서 작은 수의 엔트리를 갖는 TCAM과 pipelined binary search를 적용하여 효율적인 하드웨어로 구현되었다. 구현된 하드웨어 구조의 성능을 평가하여 본 결과., 약 30,000 여개의 entry를 갖는 MAE-WEST 라우터 데이타의 경우, 2,000여개의 엔트리를 갖는 TCAM과 총 245 Kbyte의 SRAM을 사용하여 한번의 메모리 access를 통하여 어드레스 검색이 가능한 것으로 평가되었다. 또한 제한된 방식은 큰 데이터베이스나 IPv6를 위해서도 확장이 용이하다.