Abstract
Efficient hardware implementation of address lookup is one of the most important design issues of internet routers. Address lookup significantly impacts router performance since routers need to process tens-to-hundred millions of packets per second in real time. In this paper, we propose a practical IP address lookup structure based on the binary tree of prefixes of different lengths. The proposed structure produces multiple balanced trees, and hence it solve the issues due to the unbalanced binary prefix tree of the existing scheme. The proposed structure is implemented using pipelined binary search combined with a small size TCAM. Performance evaluation results show that the proposed architecture requires a 2000-entry TCAM and total 245 kbyte SRAMs to store about 30,000 prefix samples from MAE-WEST router, and an address lookup is achieved by a single memory access. The proposed scheme scales very well with both of large databases and longer addresses as in IPv6.
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.
