• 한국통신학회논문지
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• 제30권8B호
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• pp.541-548
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• 2005

인터넷에서의 통신량이 증가함에 따라서 라우터의 고속 패킷 처리가 요구되며 IP 주소검색 이 라우터의 성능에 커다란 영향을 미친다. 인덱스 방식의 테이블을 사용하는 이전의 하드웨어 기반 IP 주소 검색 방법은 라우팅 프리픽스의 희소 분포로 인해서 메모리를 효율적으로 사용하지 못하여 메모리 요구량을 줄이는 데에 한계가 있다. 본 논문에서는 이전 방식보다 적은 양의 메모리를 가지고도 같은 IP주소 검색 속도를 제공하는 집합연관 IP 주소 검색 방식을 제안한다. 제안된 방식은 NHA 엔트리에 프리픽스와 다음경로 정보를 함께 저장하며 목적지 IP 주소를 연관 집합의 8개의 엔트리와 동시에 비교하여 일치하는 프리픽스를 찾도록 한다. 제안된 방식의 메모리 요구량은 Lin의 방식에 비해서 반 이하로 감소하여 효율적인 하드웨어 기반 If 주소 검색방식임을 입증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.24-34
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• 2001

IP주소룩업(address lookup)은 라우터의 인터넷 패킷 처리에서 가장 많은 시간이 걸리는 부분으로써 인터넷 통신의 성능을 좌우한다. 기존 IP주소룩업에서는 룩업데이블의 느린 갱신속도로 인해 룩업정지(lookup blocking) 또는 시효가 지난 경로(obsolete route)에 의한 부정확한 라우팅이 발생할 수 있다. 따라서 고속의 라우팅에서는 룩업처리율이 높으면서도 갱신시간이 짧은 룩업방법이 절실히 필요하게 되었다. 특히 기존 CAM(content addressable memory, 내용 주소화 메모리)을 이용한 IP주소룩업에서는 룩업처리율이 높으면서 동시에 복잡도도 높지 않은 방식은 룩업테이블의 갱신시간이 O(n)으로 오래 걸렸다. 본 논문에서는 룩업테이블의 갱신시간이 O(1)으로 짧으면서도, 룩업처리율이 높고, 복잡도도 높지 않은 파이프라인 CAM 구조(PICAM)를 이용한 새로운 IP주소룩업 방법을 제안한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.49-56
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• 2016

Increasing Internet traffic and forwarding table size need high performance IP address lookup engine which is a crucial function of routers. For finding the longest matching prefix, trie-based or its variant schemes have been widely researched in software-based IP lookup. As a software router, we enhance the IP address lookup engine using GPU which is a device widely used in high performance applications. We propose a data structure for multibit trie to exploit GPU hardware efficiently. Also, we devise a novel scheme that the root subtrie is loaded on Shared Memory which is specialized for fast access in GPU. Since the root subtrie is accessed on every IP address lookup, its fast access improves the lookup performance. By means of the performance evaluation, our implemented GPU-based lookup engine shows 17~23 times better performance than CPU-based engine. Also, the fast access technique for the root subtrie gives 10% more improvement.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권5호
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• pp.333-340
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• 2004

인터넷에서 IP 패킷을 목적지로 전달하는 라우터는 목적지의 주소에 따라서 다음 홉을 결정하는 IP 주소를 검색하는 과정을 수행한다. 패킷을 전달하는 과정에서 주소 검색은 고속의 라우터의 설계에 중요한 요인이다. 본 논문에서는 이미 하드웨어로 구현된 간접 IP 주소 검색 칩셋의 변경 없이 고속의 라우터의 설계를 위해서 여러 개의 검색 엔진으로 구성된 병렬 주소 검색 기법을 제안한다. 또한, 라우터 시스템 전체 포워딩 테이블에 존재하는 IP 프리픽스 엔트리를 각각의 검색 엔진에 분할하는 규칙을 제시한다. 본 논문에서 제안한 주소 검색 기법의 성능은 IP 프리픽스에 대한 포워딩 정보를 저장하는데 필요한 메모리의 양과 포워딩 테이블을 구성하기 위해 필요한 메모리 접근 횟수로 평가하였다. 본 논문에서 제안한 기법은 한 개의 검색 엔진을 사용하였을 때에 비해서 네 개의 검색 엔진을 사용할 경우, 하드웨어 로직의 도움으로 약 35%의 메모리 양의 감소와 80%의 메모리 접근 횟수의 감소를 보여준다.

• 전기학회논문지
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• 제65권12호
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• pp.2061-2068
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• 2016

A Bloom filter is a space-efficient data structure popularly applied in many network algorithms. This paper proposes a vectored Bloom filter to provide a high-speed Internet protocol (IP) address lookup. While each hash index for a Bloom filter indicates one bit, which is used to identify the membership of the input, each index of the proposed vectored Bloom filter indicates a vector which is used to represent the membership and the output port for the input. Hence the proposed Bloom filter can complete the IP address lookup without accessing an off-chip hash table for most cases. Simulation results show that with a reasonable sized Bloom filter that can be stored using an on-chip memory, an IP address lookup can be performed with less than 0.0003 off-chip accesses on average in our proposed architecture.

• 정보처리학회논문지A
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• 제10A권5호
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• pp.453-462
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• 2003

리우터의 IP 주소검색은 라우터에 도착한 IP 패킷의 목적지 주소를 이용하여 적절한 출력링크를 검색하고 결정하는 것이다. IP 주소검색은 라우터 성능의 병목지점 중의 하나로써 고속 백본망에 필요한 초고속 라우터 개발에 필수적인 부분이다. 본 논문은 보통의 펜티엄 CPU에서 능동적인 트라이(Trie) 압축기법을 이용하여 작은 메모리만으로 기가비트급 IP 주소검색을 실시할 수 있는 동적 트라이 압축(Dynamic Trie Compression) 자료구조를 소개한다. DTC 자료구조는 트라이를 압축하여 포워딩 테이블을 만들 때 테이블의 크기와 검색속도의 상관관계를 고려하여 능동적으로 테이블의 크기를 선태할 수 있다. 또한 트라이를 압축할 때 트라이의 구조를 반영하여 자료구조의 크기를 최소화함으로써 포워딩 테이블에 대한 IP 주소검색이 고속의 SRAM 캐시 검색이 되도록 한다. 실험결과에서 DTC 자료구조는 다양한 라우팅 테이블에 대해 능동적으로 최적의 압축을 제공함으로써 보통의 펜티엄 CPU에서 최대 $12.5{\times}10^5$ LPS(Lookup per second)를 기록하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제10C권5호
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• pp.641-646
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• 2003

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.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.44-51
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• 2013

인터넷에서 초고속 서비스의 제공을 위해서, 라우터는 신속하게 IP 주소 검색을 수행해야 한다. 본 논문에서는 4 단계의 파이프라인으로 구성된 하이브리드 방식의 병렬 IP 주소 검색 구조를 제안한다. 단계 2의 다중 SRAM과 단계 3의 분할 TCAM을 사용하여 저렴한 비용으로 병렬화를 이루고, 파이프라이닝을 통해 처리율을 향상시켰다. 단계 1에서 스마트 분배기는 선행된 IP 주소와 동일한 주소를 다음 단계로 진입시키지 않고 선행의 검색 결과를 그대로 활용하게 한다. 이에 따라, 캐싱 효과에 의해 검색 처리율을 더욱 향상시키고, 단계 3인 TCAM bank로의 접근 충돌도 완화시킬 수 있다. 마지막 단계의 재정렬 버퍼는 처리된 IP 주소 순서를 입력 순서에 맞도록 재조정하는 기능을 수행한다. 또한, 실제 사용되는 라우팅 테이블과 Zipf 법칙에 따라 생성된 트래픽 분포를 사용하여, 병렬 파이프라인 IP 검색 구조의 성능을 기존의 하이브리드 구조와 비교하여 평가한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.3-4
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• 2006

Fast IP address lookup in routers is essential to achieve packet forwarding in wire-speed. The longest prefix matching for IP address lookup is more complex than exact matching because of its dual dimensions, length and value. By thoroughly studying the current proposals for IP address lookup, we find out that the binary search could be a low-cost solution while providing high performance. Most of the existing binary search algorithms based on trie have simple data structures which can be easily implemented, but they have some problems because of empty internal nodes. The proposed algorithm is based on trie structure, but empty internal nodes are replaced by priority prefixes. The best-matching-prefix search in the proposed algorithm is more efficiently performed since search can be finished earlier when input is matched with a priority prefix. The performance evaluation results show that the constructed priority-trie has very good performance in the lookup speed and the scalability.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.50-59
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• 2007

IP 주소 검색은 라우터에서 가장 중요하고 복잡한 기능중 하나이다. 본 논문에서는 고성능 라우터에서 IP 주소 검색의 성능을 향상시키기 위해 LC-trie를 개선하는 기법을 제안한다. TCAM(Ternary Content Addressable Memory)에서 테이블 압축을 위해 이용한 프리픽스 pruning 방법을 LC-trie에 효과적으로 적용한다. 이러한 기법은 메모리 참조 횟수를 감소시키고 검색의 속도를 높일 수 있다. 또한, 실제 사용되는 포워딩 테이블과 트래픽 분포를 사용하여 검색 시간과 메모리 참조 횟수 둥의 관점에서 개선된 기법의 성능을 기존의 LC-trie 기법과 비교 평가한다.