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Internet网络应用的发展要求下一代路由器必须有能力支持QoS、网络入侵检测、传输测量与审计、负载平衡、拥塞控制等一系列功能,因此要求用不同的机制来实现这些功能。虽然实现的技术可能不尽相同,但它们都有一个公共的要求,即路由器应能够基于报文头部的某些字段对报文进行分类,因此报文分类是许多网络关键技术的基础,它涉及到网络的控制、性能、安全、管理等多方面内容,报文分类速度的快慢、功能的强弱都直接影响这些网络技术的性能。
已有的研究表明,实现高速多维报文分类算法是非常困难的,要么要求的内存空间过大无法满足低成本的要求,要么分类的速度较低无法满足高速网络环境的应用需求,它已成为路由器的新的瓶颈,随着网络的发展和IPv6的出现,这种情况会更加突出。这种矛盾促使报文分类成为网络技术研究的一个重要热点,近年来吸引了许多研究人员的注意。
本文第一部分系统地论述了报文分类的相关技术,包括分类的模型、可能分类的字段,评价分类的基本标准等等,通过对现有报文分类算法的分析和性能比较,并结合分类规则所具有的特性,提出了设计报文分类算法所应遵循的原则和思路。
论文的第二部分提出了一种报文分类的空间优化方法,该方法主要针对软件实现方面,利用规则的互补表示,有效的节省了空间,对分类算法效率的提高有重要意义。
论文的第三部分分析了网络处理器平台,它是介于通用处理器和专用处理器(ASIC)芯片之间的一种可编程处理架构,网络处理器采用了许多优化技术如:多内核结构多线程技术,优化的内存管理和DMA单元,优化的运算逻辑单元ALU,集成网络专用的协处理器(co-processors)等。
论文的最后部分主要讨论了算法的实现过程,首先提出了一种基于信息熵原理的决策树算法,并在网络处理器上进行了测试,效果比较满意,但因为是一种启发式方法,在实际应用中的效果还有待进一步分析和研究。