通信工程師交換技術(shù)路由快速查找技術(shù)

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7.5.5 路由快速查找技術(shù)
路由器的主要功能是按照IP分組中的目的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)發(fā)分組。査找路由轉(zhuǎn)發(fā)表，獲得分組的下一跳地址，決定將分組發(fā)往哪個(gè)端口，這是轉(zhuǎn)發(fā)分組過(guò)程中的重要一步。因此，路由的快速查找算法是實(shí)現(xiàn)快速分組轉(zhuǎn)發(fā)的關(guān)鍵。
在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的初期，其地址采用簡(jiǎn)單的分層結(jié)構(gòu)，32位地址分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址兩部分。網(wǎng)絡(luò)地址位數(shù)固定，A類有8位，B類有16位，C類有24位。因此，討采用許多用來(lái)實(shí)現(xiàn)精確匹配的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，如完全散列（PerfectHashing)、二分查找、標(biāo)準(zhǔn)CAM等來(lái)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的路由表查找功能。然而，這種基于類的尋址策略很不靈活，且浪費(fèi)地址空間。
為了充分利用IIV4的地址空間，1993年以后，采用了無(wú)分類編址方法，又稱為無(wú)分類域間路由選擇（Classless Inter-Domain Routing,CIDR)。關(guān)于CIDR,在7.2節(jié)已作了詳細(xì)介紹。采用CIDR使路由表的表項(xiàng)顯著減少，從而縮短了査找路由表的時(shí)間。本節(jié)主要介紹基于CIDR的快速路由查找技術(shù)。
采用無(wú)分類編址（CIDR)的路由表由網(wǎng)絡(luò)前綴和下一眺地址組成。査找一個(gè)路由表的過(guò)程可分為兩步：第一步，獲得可與IP分組目的地址前面幾位相匹配的所有網(wǎng)絡(luò)前綴的集合；第二步，在該集合中，選擇具有最長(zhǎng)前綴的一個(gè)，獲得下一跳地址。
隨著路由器接口速度的不斷提高，使用軟件方法實(shí)現(xiàn)高速路由査找越來(lái)越困難。目前已經(jīng)廣泛使用的STM-16(2.5Gbit/s)和STM-64(lOGbit/s)接口要求路由査找速度達(dá)到每秒幾千萬(wàn)次，因此，需要用硬件實(shí)現(xiàn)高速路由查找。目前大部分路由器廠商如Cisco,Juniper等都采用了基于硬件實(shí)現(xiàn)的路由査找技術(shù)。下面介紹兩種主要的基于硬件的轉(zhuǎn)發(fā)表路由查找技術(shù)。

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