• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.31 no.2B
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• pp.71-79
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• 2006

Address lookup is an essential function in the Internet routers, and it determines overall router performance. In this paper, we have thoroughly investigated the binary-search-based address lookup algorithms and proposed a new algorithm based on binary search on prefix lengths. Most of the existing binary search schemes perform binary search on prefix values, and hence the lookup speed is proportional to the length of prefixes or the log function of the number of prefixes. The previous algorithm based on binary search on prefix lengths has superior lookup performance than others. However, the algorithm requires very complicated pre-computation of markers and best matching prefixes in internal nodes since naive binary search is not possible in their scheme. This complicated pre-computation makes the composition of the routing table and incremental update very difficult. By using leaf-pushing, the proposed algorithm in this paper removes the complicated pre-computation of the Previous work in performing the binary search on prefix lengths. The performance evaluation results show that the proposed scheme has very good performance in lookup speed compared with previous works.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.33 no.12B
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• pp.1103-1111
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• 2008

Internet routers forward an incoming packet to an output port toward its final destination through IP address lookup. Since each incoming packet should be forwarded in wire-speed, it is essential to provide the high-speed search performance. In this paper, IP address lookup algorithms using binary search are studied. Most of the binary search algorithms do not provide a balanced search, and hence the required number of memory access is excessive so that the search performance is poor. On the other hand, binary-search-on-range algorithm provides high-speed search performance, but it requires a large amount of memory. This paper shows an optimized binary-search-on-range structure which reduces the memory requirement by deleting unnecessary entries and an entry field. By this optimization, it is shown that the binary-search-on-range can be performed in a routing table with a similar or lesser number of entries than the number of prefixes. Using real backbone routing data, the optimized structure is compared with the original binary-search-on-range algorithm in terms of search performance. The performance comparison with various binary search algorithms is also provided.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 1999.10b
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• pp.347-349
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• 1999

본 논문에서는 대규모 영상 데이터베이스로부터 모양 영상에 대한 검색을 빠르고 효율적으로 수행하기 위해 해싱기법을 변형한 색인구조와 검색방법을 제안한다. 제안된 색인 구조는 이진 모양 영상(binary shape image)의 불변 모멘트 집합(invariant moments set)을 특징 벡터로 사용하여 다차원으로 구성된다. 이 색인 구조를 기반으로 제안된 해싱을 변형한 검색방법은 기존의 방법들에 비해 검색공간을 줄임으로써 검색속도를 높인다. 본 논문에서 제안한 색인구조와 검색방법을 1000개의 이진 모양 영상들에 적용해 본 결과 검색공간이 전체 공간의 10% 미만으로 줄어드는 효과가 있었다.

• Journal of KIISE:Information Networking
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• v.36 no.1
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• pp.57-67
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• 2009

Packet forwarding in the Internet routers is to find out the longest prefix that matches the destination address of an input packet and to forward the input packet to the output port designated by the longest matched prefix. The IP address lookup is the key of the packet forwarding, and it is required to have efficient data structures and search algorithms to provide the high-speed lookup performance. In this paper, an efficient IP address lookup algorithm using binary search is investigated. Most of the existing binary search algorithms are not efficient in search performance since they do not provide a balanced search. The proposed binary search algorithm performs perfectly balanced binary search using switch pointers. The performance of the proposed algorithm is evaluated using actual backbone routing data and it is shown that the proposed algorithm provides very good search performance without increasing the memory amount storing the forwarding table. The proposed algorithm also provides very good scalability since it can be easily extended for multi-way search and for large forwarding tables

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.33 no.5B
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• pp.285-295
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• 2008

Internet routers perform packet forwarding which determines a next hop for each incoming packet using the packet's destination IP address. IP address lookup becomes one of the major challenges because it should be performed in wire-speed for every incoming packet under the circumstance of the advancement in link technologies and the growth of the number of the Internet users. Many binary search algorithms have been proposed for fast IP address lookup. However, tree-based binary search algorithms are usually unbalanced, and they do not provide very good search performance. Even for binary search algorithms providing balanced search, they have drawbacks requiring prefix duplication. In this paper, a new binary search algorithm which provides the balanced binary search and the number of its entries is much less than the number of original prefixes. This is possible because of composing the binary search tree only with disjoint prefixes of the prefix set. Each node has a prefix vector that has the prefix nesting information. The number of memory accesses of the proposed algorithm becomes much less than that of prior binary search algorithms, and hence its performance for IP address lookup is considerably improved.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.3 no.1
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• pp.165-174
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• 1998

본 연구는 기존의 한글 전자사전의 단점들인 과다한 검색 횟수, 비효율적인 주 기억장치 사용, 이미 구축된 사전에 새로운 단어에 대한 추가·삭제의 난이성 등을 해결할 수 있는 다차원 이진트리 구조 기반의 한글 전자사전의 설계 및 구현을 그 내용으로 하고 있다. 본 논문에서 구현된 한글 전자사전의 검색시간 성능평가를 위해 입력 키워드의 종류에 따라 실험1, 실험2 의 두가지 성능평가를 수행하였다. 실험1에서는 구현된 사전의 단어를 입력 키워드로 사용하여 실험하였으며 그 결과로서 제안한 사전구조가 검색 속도 면에서 기존의 트라이 사전구조보다 약 1.5배의 성능향상을 부여주고 있음을 보았다. 실험 2는 다차원 이진트리 구조의 한글 전자사전이 트라이 구조의 한글 전자사전보다 약 2.3배의 성능향상을 이루고 있음을 보여주고 있다. 한편, 사전 구축시 필요한 주기억장치 용량에 대한 성능평가 결과는 트라이구조사전은 1.987Kbyte를 가지는 반면 제안한 다차원 이진트리 구조의 한글 전자사전은 1.136Kbyte를 가지므로 약 1.8배의 성능향상을 보여주고 있다.

• Proceedings of the Korea Society for Industrial Systems Conference
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• 1998.03a
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• pp.221-227
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• 1998

본 연구에서는 지금까지 한글 전자사전이 가지고 있는 과다한 검색 횟수, 비효율적인 주기억 장치 사용, 이미 구축된 사전에 새로운 단어에 대한 추가·삭제의 어려움에 대한 단점들을 개선하기 위하여 다차원 이진트리 구조의 한글 전자사전을 구현한다. 본 논문에서 구현된 한글 전자사전의 검색시간 성능평가를 위해 입력 키워드의 종류에 따라 실험1, 실험2로 나누어 성능평가를 한 결과, 실험 1에서는 구현된 사전의 단어를 입력 키워드로 사용하여 실험한 결과 제안한 사전구조가 검색 속도면에서 기존의 트라이 사전구조 보다 약 1.5배 성능향상을 보여주고 있으며 실험 2 결과도 다차원 이진트리 구조의 한글 전자사전이 트라이 구조의 한글 전자사전보다 약 2.3배의 성능향상을 보여주고 있다. 한편 사전 구축 시 필요한 주 기억 장치 용량에 대한 성능평가 결과는 트라이구조사전은 1.987Kbyte를 가지는 반면 제안한 다차원 이진트리 구조의 한글 전자사전은 1.136Kbyte를 가지므로 1.8배의 성능 향상을 보여주고 있다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.34 no.4B
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• pp.403-418
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• 2009

IP version 6 (IPv6) is a new If addressing scheme that has 128-bit address space. IPv6 is proposed to solve the address space problem of IP version 4 (IPv4) which has 32-bit address space. For a given IPv6 routing set, if a forwarding table is built using a trio structure, the trio has a lot more levels than that for IPv4. Hence, for IPv6 address lookup, the binary search on trio levels would be more appropriate and give better search performance than linear search on trio levels. This paper proposes a new IPv6 address lookup algorithm performing binary search on trio levels. The proposed algorithm uses a Bloom filter in pre-filtering levels which do not have matching nodes, and hence it reduces the number of off-chip memory accesses. Simulation has been performed using actual IPv6 routing sets, and the result shows that an IPv6 address lookup can be performed with 1-3 memory accesses in average for a routing data set with 1096 prefixes.

• Journal of KIISE:Information Networking
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• v.32 no.4
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• pp.543-550
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• 2005

Demand for better services in the Internet has been increasing due to the rapid growth of the Internet, and hence next generation routers are required to perform intelligent packet classification. For a given classifier defining packet attributes or contents, packet classification is the process of identifying the highest priority rule to which a packet conforms. A notable characteristic of real classifiers is that a packet matches only a small number of distinct source-destination prefix pairs. Therefore, a lot of schemes have been proposed to filter rules based on source and destination prefix pairs. However, most of the schemes are based on sequential one-dimensional searches using trio which requires huge memory. In this paper, we proposea memory-efficient two-dimensional search scheme using source and destination prefix pairs. By constructing binary prefix tree, source prefix search and destination prefix search are simultaneously performed in a binary tree. Moreover, the proposed two-dimensional binary prefix tree does not include any empty internal nodes, and hence memory waste of previous trio-based structures is completely eliminated.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.10b
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• pp.4-6
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• 2003

본 논문에서는 대규모 DNA 시퀀스를 위한 트라이 인덱싱 기법을 기반으로 하는 효율적인 부분 시퀀스 검색 기법을 제시한다. 제안된 인덱싱 방안에서는 저장 공간 감소를 위하여 시퀀스의 각 문자를 최소 비트 정보로 표현하며, 저장 구조로서 포인터를 사용하지 않는 디스크 기반의 이진 접미어 트라이 구조를 사용한다. 질의 처리 방안에서는 포인터가 없는 이진 트라이 구조 상에서 질의 시퀀스를 검색하기 위하여 이진 정보 기반의 연산과정을 필요로 하며, 또한 단말 정보를 효율적으로 검색하기 위하여 별도의 단말정보 테이블과 인덱스 구조를 사용한다. 실험 결과에 의하면 제안된 방식은 기존의 접미어 트리 인덱싱 방식에 비하여 약 30~50%의 저장 공간 감소 효과를 가질 뿐 아니라, 평균 질의 처리 시간에 있어 약 20배까지의 성능 개선 효과를 갖는 것으로 나타났다.