라우터는 입력된 패킷의 목적지 주소에 따라 IP 주소검색을 통해 패킷의 최종 목적지로 갈 수 있는 다음 흡으로 패킷을 전달하는 역할을 한다. 인터넷에 접속된 단일 호스트 네트워크 수의 증가로 인해 라우팅 테이블의 크기가 급격히 증가하고 있으며, 통신 링크의 속도 또한 기하급수적으로 빠르게 증가하고 있다. 라우터에 입력된 패킷은 선속도(wire-speed)로 처리되어야 하므로, 링크 속도의 증가는 라우터에서의 패킷 처리시간이 감소됨을 의미한다. 그러므로 차세대 라우터는 더 효율적이고 빠른 IP 주소검색 기술을 필요로 한다. 기존에 연구되어온 대부분의 검색 구조들에서는 짧은 길이의 프리픽스로부터 긴 길이의 프리픽스로 검색 영역을 확장하였다. 이 때문에 일치하는 가장 긴 프리픽스를 찾을 때까지 현재까지 일치된 가장 긴 프리픽스를 기억하면서 검색을 진행하였다. 본 논문에서는 긴 프리픽스를 먼저 검색하는 프리픽스 길이에 따른 이진 IP 주소 검색 구조를 제안한다. 제안하는 구조는 트라이의 리프에 존재하는 프리픽스들만으로 이루어진 독립적인 여러 개의 트라이를 구성하고, 길이에 따르는 이진 검색을 통해 긴 길이의 프리픽스와의 일치 여부를 먼저 확인함으로써 보다 빠른 검색속도를 제공한다. 또한, 이 구조는 기존의 프리픽스 길이에 따른 이진검색 구조가 선처리(pre-processing)가 많아 프리픽스의 부가적 추가가 힘들었던 것과는 다르게 선처리가 없이 프리픽스의 부가적 추가가 가능한 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안하는 구조의 성능을 실험한 후, 기존에 연구되어온 다른 IP 주소 검색 구조와 성능을 비교하였다.
Based on the destination IP address of incoming packets, the Internet routers determine next hops and forward packets toward final destinations through If address lookup. The bandwidth of communication links increases exponentially fast as well as the routing table size grows significant as the number of single host networks attached to the Internet increases. Since packets should be processed at wire-speed, the increased link speed reduces the processing time of a packet in routers, and hence more efficient and fast IP address lookup algorithms and architectures are required in the next generation routers. Most of the previous IP lookup schemes compare routing prefixes of shorter length first with a given input IP address. Since IP address lookup needs to find the most specific route of the given input, search continues until the longest matched prefix is found while it keeps remembering the current test matching prefix. In this paper, based on binary search on prefix length, we proposed a new IP address lookup algorithm which compares longer prefixes first. The proposed scheme is consisted of multiple tries with prefixes on leaves only. The trie composed of the longest prefixes is primarily searched whether there is a match with the given input. This processing is repeated for the trio of the next longer prefixes until there finds a match. Hence the proposed algorithm provides the fast search speed. The proposed algorithm also provides the incremental update of prefixes while the previous binary search on length scheme does not provide the incremental update because of pre-processing requirement. In this paper, we performed extensive simulations and showed the performance comparisons with related works.
