计算机应用研究

作者：李文军,刘馨蔚,邢凯轩,乐文霞,李挥,

单位：1.北京大学深圳研究生院,广东深圳518055；2.鹏城实验室,广东深圳518055；3.北京大学信息科学技术学院,北京100871；

关键词：软件定义网络,OpenFlow,包分类,三态内容寻址存储器,低功耗,

基金：国家自然科学基金资助项目(61671001)；国家重点研发计划资助项目(2016YFB0800101,2017YFB0803204)；鹏城实验室资助项目(PCL2018KP001)；广东省重点领域研发计划资助项目(2019B010137001)；深圳市基础研究课题(JCYJ20170306092030521)；中国博士后科学基金资助项目(2020TQ0158,2020M682825)；；

为了实现网络流的线速转发，高性能交换机普遍采用三态内容寻址存储器（TCAM）来构建其包分类引擎。针对TCAM功耗高的问题，近年来出现了许多低功耗索引方案，实现了TCAM存储块的选择性激活以降低功耗，但这些索引方案普遍采用自底向上的局部优化算法来构建，无法有效实现流表规则的均匀划分，严重影响了TCAM的存储效率及功耗降低效果。提出并实现了一种基于决策树映射的TCAM低功耗索引方案，在极大降低功耗的同时提升了TCAM的存储效率。利用规则普遍存在的小域特征，将原始规则集划分为若干个规则子集，然后针对各个子集的特征域，采用自顶向下的方式分别构建平衡决策树，最后通过对各个决策树进行贪心遍历，从而得到TCAM索引列表。实验表明，针对规模为十万条的规则集，算法在仅使用额外1.3%存储空间开销的同时实现了98.2%的功耗降低。

来源：2021年第1期

《计算机应用研究》期刊编辑部

查看计算机应用研究杂志2021年第1期