路由驗(yàn)證和路由查找是實(shí)現(xiàn)安全路由和高效轉(zhuǎn)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)流量的持續(xù)增長以及大范圍路由異常事件頻發(fā)，路由查找和路由驗(yàn)證面臨嚴(yán)峻的性能挑戰(zhàn)。中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心前瞻實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)圍繞上述挑戰(zhàn)開展研究。近日，三項(xiàng)成果被計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的國際頂級(jí)期刊和會(huì)議錄用。
針對(duì)BGP路由驗(yàn)證的性能挑戰(zhàn)，該團(tuán)隊(duì)通過深入建模分析提出現(xiàn)有方案的性能瓶頸源自底層的塊驗(yàn)證模型，提出新型的授權(quán)前綴驗(yàn)證模型從根本上突破性能瓶頸，并基于該模型設(shè)計(jì)了基于樹比特位圖的高效路由起源驗(yàn)證算法h2ROV。h2ROV能夠提升驗(yàn)證速度并有效降低存儲(chǔ)開銷，在保障可擴(kuò)展性的同時(shí)，更適配于未來RPKI大規(guī)模部署場景。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比于已有的四種路由起源驗(yàn)證算法，h2ROV在IPv4場景下驗(yàn)證速度提高了1.4~8.8倍，內(nèi)存開銷減少了69.9%~92.9%。團(tuán)隊(duì)在基于自主開發(fā)的仿真平臺(tái)完成系統(tǒng)部署與測試發(fā)現(xiàn)，h2ROV對(duì)于路由消息處理流程的影響減少10.4%~61.4%，對(duì)于BGP全網(wǎng)收斂時(shí)間的影響降低2.2%~16.3%。相關(guān)成果被USENIX NSDI（CCF A）2025錄用。
針對(duì)SDN流表查找的性能挑戰(zhàn)，該團(tuán)隊(duì)聯(lián)合華為算法專家通過深入調(diào)研分析現(xiàn)有數(shù)據(jù)包分類應(yīng)用場景和算法，提出在軟件定義網(wǎng)絡(luò)和云網(wǎng)絡(luò)等場景下大規(guī)模數(shù)據(jù)包分類規(guī)則查找與更新速率成為重要性能挑戰(zhàn)。基于哈希元組的算法設(shè)計(jì)理念，研究提出了元組劃分合并算法BTP。研究針對(duì)元組合并后整體不平衡性與哈希表中局部不平衡性進(jìn)行調(diào)整，減少合并后元組數(shù)并避免合并引發(fā)過多沖突從而獲得高效的查找和更新性能。實(shí)驗(yàn)效果表明，在同類算法中，相比于經(jīng)典算法PSTSS以及最新方法DT、TupleTree和ETC，BTP的查找性能分別提高了16.5倍、2.2倍、3.3倍、1.8倍。相關(guān)成果被IEEEINFOCOM（CCF A）2025錄用。
針對(duì)IPv6路由查找的性能挑戰(zhàn)，該團(tuán)隊(duì)聯(lián)合華為算法專家通過深入分析認(rèn)為現(xiàn)有路由查找方法無法解決IPv6前綴長度長且不同網(wǎng)絡(luò)場景下分布差異大帶來的查找性能挑戰(zhàn)，提出了基于啟發(fā)式二分搜索的高性能IPv6路由查找的方法HBS，并在此基礎(chǔ)上提出了基于樹旋轉(zhuǎn)的IPv6前綴分布自適應(yīng)方法，實(shí)現(xiàn)了不同IPv6網(wǎng)絡(luò)場景下的自適應(yīng)高性能查找。實(shí)驗(yàn)效果表明，相比于經(jīng)典算法SBS、Tree Bitmap和最新方法SAIL、Poptrie，HBS的查找性能分別提升了17.5倍、15.5倍、26.6倍和30.2倍。相關(guān)成果被IEEE/ACM Transactions on Networking（CCF A）錄用。
BTP算法結(jié)構(gòu)示例
本文鏈接：高性能路由驗(yàn)證和路由查找研究獲進(jìn)展http://www.sq15.cn/show-12-608-0.html
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