[发明专利]分段地址路由的路由表组织方法及查找路由的方法

说明书

技术领域

本发明涉及路由表处理技术，具体涉及分段地址路由的路由表组织方法及查找路由的方法。

背景技术

网络带宽的急剧增加，对处于网络节点的路由器设备的转发速度提出了更高的要求，尤其是处于主干网络中的高端路由器，其存储的路由达到百万之上，因此要求路由查找的速度更快。

传统Radix Trie、多分支Trie树(Multibit Trie)等路由算法通过调整查找步长在存储空间和查找速度上寻求折中。但随着信息量突增，高端路由器设备对查找速度的要求远高于对内存空间存储利用率的要求，于是有人提出了基于SDRAM硬件实现的DIR-24-8-BASIC的地址分段快速路由查找算法。该算法把32位的IPv4地址分成长度分别为24和8的两个部分，采用两级表的方式分别存储这两部分。第一级表(TBL24)用来存储所有前缀长度小于等于24的前缀，如果前缀长度小于24就对路由前缀扩展到24位，第二级表(TBLlong)存储的是长度在25-32之间的路由前缀。

该方法为所有的IP地址都建立一个对应的转发表项，进行路由查找时，仅需要根据目的IP地址进行检索，最多两次访问就可以找到对应的路由信息。查找的过程如下：首先使用目的地址的高24位作为地址查找TBL24对应表项。如果其表项最高为0，表示已经得到下一跳地址；如果其表项最高位＝1，得到的TBLlong的地址编号index，以index乘以256加上待查的IP地址的低8位作为地址查找TBLlong的对应表项得到下一跳地址。

该算法的最大优点是结构简单，便于硬件实现，查找速度快。但是，由于上述算法在实现的过程中，在二级及三级地址空间分配过程中采用一次性最大值分配来实现，虽然实现简单，却造成巨大的空间浪费。

为了降低存储空间，又出现了DIR-21-3-8和DIR-16-8-8方案，并且提出了一些压缩机制，减少存储空间，但是这些方法都不能最大限度的解决大量路由冗余信息问题，以DIR-16-8-8为例，当第一级TBL24某个表项的最高位＝1，表明第二级TBL8可能存在最长匹配，一般这个二级区域在初始化时，申请连续的256个表项的存储空间，但是这256个表项的存储空间并不是完全被有效利用，存在极大的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决二级及三级地址空间不能完全被有效利用、存在极大的浪费的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种分段地址路由的路由表组织方法，包括以下步骤：

根据路由前缀长度将路由分为多类，并相应地添加在路由表的多级表中，路由表的上一级表中设有记录下一级表的路由起始值和结束值的数据域max和min以及指向下一级表中相应表项的起始位置的数据域；初始化后，路由表的第一级表完全展开，下一级表则根据添加路由的前缀长度和当前路由存储空间大小进行比较，选择性的调整存储空间的大小，并利用上一级表中的max和min值间接的记录路由存储空间大小。

在上述方法中，当路由前缀长度小于等于16时，添加到路由表的第一级表中；

当路由前缀长度介于17-24之间时，添加到路由表的第二级表中；

当路由前缀长度介于25-32之间时，添加到路由表的第三级表中。

在上述方法中，添加路由包括以下步骤：

步骤10、根据路由前缀长度Mask_len判断是否将其添加到路由表的第一级表中，如果是则在第一级表中添加路由，否则转步骤20；

步骤20、根据路由前缀长度Mask_len判断是否将其添加到路由表的第二级表中，如果是转步骤30，否则转步骤40；

步骤30、判断第二级表的存储空间是否够用，如果够用则结合第一级表中的max和min计算出该路由在第二级表中的偏移起始位置，然后进行添加并更新第一级表中的指向第二级表中相应表项的起始位置的数据域，完成后转步骤50；否则，根据路由的IP地址的17-24位数值重新申请第二级表的相应内存，再进行添加，完成后转步骤50；

步骤40、判断第三级表的存储空间是否够用，如果够用则结合第二级表中的max和min计算出该路由在第三级表中的偏移起始位置，然后进行添加并更新第二级表中的指向第三级表中相应表项的起始位置的数据域，完成后转步骤50；否则，根据路由的IP地址的25-32位数值重新申请第三级表的相应内存，再进行添加，完成后转步骤50；

步骤50：路由表项添加结束。

在上述方法中，步骤10包括以下步骤：