基于多核处理器的高速大容量ACL算法研究与实现

来源 :武汉邮电科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cdelphiboy
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传统访问控制列表查找算法难以满足路由器在多核处理器平台下的查找需求,线性、树形、几何和递归算法在数据结构和算法方面存在一定的局限性,不能很好地发挥多核处理器的并行处理能力,造成极大的资源浪费。为了解决上述算法设计的局限性,本文通过重新设计数据组织方式,针对性地提出了一种基于多核处理器的并行的大容量访问控制列表查找方法。本文对Cavium平台的软硬件环境进行了分析,阐述了该算法的设计过程,并在Cavium平台进行了算法的设计与实现。本文内容主要包括:(1)重组访问控制列表的数据结构,通过双链表的形式建立各个表项之间的关系,并将其设计成两级结构。每个表项的结构由优先级字段、条件字段部分、条件掩码部分、链表指针、指向动作结构体的指针组成;表项动作结构体分别由引用计数、结构体资源锁、有效位和相应的执行动作组成。(2)为提升算法查找效率,该算法增设基于数据流关键字的流表,每个流表表项中设计一个用于记录该条数据流能够匹配的访问控制列表表项的动作结构体指针。多核对数据报文进行处理,根据不同哈希值划分到不同流表表项中,根据表项中结构体指针找到相应执行动作。为了进一步提升算法性能和实现ACL顺序性还在表项末尾增加了默认表项,并增设优先级字段。(3)基于Cavium平台的软硬件环境设计实现了该算法,并详细介绍了算法软件环境的开发过程,对算法的重要函数体进行了描述。(4)最后,在路由器上进行了实验,证实了该算法的先进性和适用性。
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