IPv6路由查找方法及装置制造方法及图纸

本申请提出IPv6路由查找方法及装置。方法包括：分别针对每个VPN中的IPv6前缀的路由分布，构建一棵Multibit Trie；将每棵Multibit Trie划分为n+1个Level：Level 0～n；将Multibit Trie的1～m级IPv6前缀上的路由扩展到m+1级前缀上；将第m+1级IPv6前缀的每一个分支作为一个Branch_Tree；针对Level p～n中的每个第一级Sub_Trie节点，以当前VPN标识+本Sub_Trie节点的IPv6地址在本Level之前的所有bit作为输入Key，对输入Key进行Hash计算；当对一VPN内的一IPv6地址进行路由查找时，分别构造针对每个Level的输入Key，对针对每个Level的输入Key进行计算，采用最长的Hash命中结果查找路由。本申请提高了IPv6路由查找效率。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及路由查找
，尤其涉及IPv6路由查找方法及装置。
技术介绍
网络之间进行通信就要实现数据的传递转发，所以网络设备的主要职能之一就是进行高效率的数据转发，而其在因特网协议的基本数据平面的功能是路由查找，即根据路由表中的前缀信息，对每一个到来的数据包决定它的下一跳及出端口。由于路由表中通配符以及 CIDR(Classless Inter-Domain Routing，基于无类域间路由)的 LPM(LongestPrefix Matching，最长前缀匹配)问题使得路由查找变得非常复杂。基于LPM的路由查找算法除了需要高性能外，还要满足如下几个需求:一、IPv4 和 IPv6 双栈现有解决LPM的算法大都针对IPv4的32位地址设计，不能直接移植或者扩展到IPv6，这就需要根据IPv6的特点，设计出适合128位IP地址的高效的路由查找算法。二、多 VPN(Virtual Private Network，虚拟专网)实例支持当前网络设备需要支持VRF(VPN Routing Forwarding Instance，VPN路由转发实例)，VRF是指在一台路由器上需要同时支持多个路由转发表实例，各路由转发表间独立。使用VRF可以用路由隔离不同的VPN用户。当前中、高端路由器已经普遍支持4K或8K VPN，也就是说设备内部需要同时支持4K或81(个VRF转发表，支持多VPN实例对路由算法的整体架构具有很大的影响。三、大规格路由数量对于IP路由来说，网络设备需要支持远大于当前现网路由的规格。图1所示为2002?2009年Internet IPv4路由分布示意图，从图1中可以看到8年间IPv4路由数量增加了一倍以上；图2所示为Internet IPv6路由分布示意图。另外由于网络设备需要支持多VPN实例，每个VPN实例都需要维护一套独立的路由表，当网络设备支持较多VPN实例时，网络设备整体路由表条目会很大。例如8K个VPN实例，每个VPN实例有512条路由，则整个网络设备需要支持4M条路由。当前中、高端路由器设备，IPv4普遍要求大于4M条路由，IPv6普遍要求大于IM条路由，大规格的路由表数量对路由算法的整体架构具有很大的影响，尤其对算法所选择的内存类型具有决定作用。四、快速更新路由更新性能是网络设备一个非常关键的指标，路由更新速度慢会严重影响整网路由收敛的速度，导致整网不停地路由震荡；随着现网路由数量的增加、以及整网VPN和VPN路由数量的增加，对路由更新性能提出了更高的要求。
技术实现思路
本申请提供IPv6路由查找方法及装置，以提高IPv6路由查找效率。本申请的技术方案是这样实现的:—种IPv6路由查找方法，该方法包括:分别针对每个VPN中的IPv6前缀的路由分布，构建一棵Multibit Trie ；将每棵Multibit Trie划分为n+1个Level:Level O?η，η为大于I的整数；采用前缀扩展的方法将Multibit Trie的I?m级IPv6前缀上的路由扩展到m+1级IPv6前缀上，m为大于I的整数；将第m+Ι级IPv6前缀的每一个分支作为一个Branch_Tree，保存每个Branch_Tree的数据结构信息；针对Level p?η中的每个第一级Sub_Trie节点，以当前VPN标识和本Sub_Trie节点的IPv6前缀的IPv6地址在本Level之前的所有bit作为输入Key，采用预设的本Level的Hash函数对输入Key进行计算，将Hash计算结果映射到本Sub_Trie节点的数据结构信息指针上，P为整数且0〈ρ〈η ;当对一 VPN内的一 IPv6地址进行路由查找时，先根据VPN标识和该IPv6地址在每个Level之前的所有bit分别构造针对每个Level的输入Key，分别采用每个Level的Hash函数对针对每个Level的输入Key进行计算，若有Hash计算结果命中，则采用最长的Hash命中结果对应的Subjrie节点的数据结构信息指针查找路由；否则，根据该IPv6地址的高m+lbit查找到对应的Branch_Tree，在该Branch_Tree的Level I?p_l中查找路由。—种IPv6路由查找装置，该装置包括:Multibit Trie建立及划分模块:分别针对每个VPN中的IPv6前缀的路由分布，构建一棵 Multibit Trie ;将每棵 Multibit Trie 划分为 n+1 个 Level:LevelO ?η，η 为大于I的整数；采用前缀扩展的方法将Multibit Trie的I?m级IPv6前缀上的路由扩展到m+1级IPv6前缀上，m为大于I的整数；将第m+Ι级IPv6前缀的每一个分支作为一个Branch_Tree，保存每个Branch_Tree的数据结构信息；Hash映射模块:针对Level p?η中的每个第一级Sub_Trie节点，以当前VPN标识和本Sub_Trie节点的IPv6前缀的IPv6地址在本Level之前的所有bit作为输入Key，采用预设的本Level的Hash函数对输入Key进行计算，将Hash计算结果映射到本Sub_Trie节点的数据结构信息指针上，P为整数且0〈ρ〈η ;路由查找模块:当对一 VPN内的一 IPv6地址进行路由查找时，先根据VPN标识和该IPv6地址在每个Level之前的所有bit分别构造针对每个Level的输入Key，分别采用每个Level的Hash函数对针对每个Level的输入Key进行计算，若有Hash计算结果命中，则采用最长的Hash命中结果对应的Subjrie节点的数据结构信息指针查找路由；否则，根据该IPv6地址的高m+lbit查找到对应的Branch_Tree，在该Branch_Tree的Level I?P-1中查找路由。可见，本申请支持多VPN实例的IPv6路由；且，通过将Multibit-Trie划分为多个Branch_Tree，提高了 IPv6路由查找效率；且，通过对Level p?η中的第一级Sub_Trie节点的指针进行Hash映射，使得在进行IPv6地址的路由查找时，可在Level p?η中进行并行查找，并根据最长的Hash命中结果查找到路由，进一步提高了 IPv6路由查找效率；且，本申请实施例中，将默认路由单独存储，而不扩展到Level 1，减少了Multibit-Trie的冗余节点，进一步提高了路由查找速度；且，本申请实施例中，通过为Level p?η中的每个Level设置多个Hash函数，减少了 Hash冲突，提高了路由查找精度；且，本申请实施例中，对Sub_Trie节点内部进行前缀扩展后划分为8个SegmentedSub_Trie节点，进一步提高了路由查找速度；且，本申请实施例中，简化最后一级Level的Sub_Trie节点的数据结构，进一步提高了路由查找速度。【附图说明】图1为2002?2009年Internet IPv4路由分布示意图；图2为现有的Internet IPv6路由分布示意图；图3 为 Unibit Trie 示例图；图4为Unibit Trie到Multibit Trie的转换过程不例图；图5为图4中的Level I的结构；图6为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IPv6路由查找方法，其特征在于，该方法包括：分别针对每个虚拟专网VPN中的IPv6前缀的路由分布，构建一棵多位字典树Multibit Trie；将每棵Multibit Trie划分为n+1个层Level：Level 0～n，n为大于1的整数；采用前缀扩展的方法将Multibit Trie的1～m级IPv6前缀上的路由扩展到m+1级IPv6前缀上，m为大于1的整数；将第m+1级IPv6前缀的每一个分支作为一个分支树Branch_Tree，保存每个Branch_Tree的数据结构信息；针对Level p～n中的每个第一级子字典树Sub_Trie节点，以当前VPN标识和本Sub_Trie节点的IPv6前缀的IPv6地址在本Level之前的所有位bit作为输入Key，采用预设的本Level的哈希Hash函数对输入Key进行计算，将Hash计算结果映射到本Sub_Trie节点的数据结构信息指针上，p为整数且0<p<n；当对一VPN内的一IPv6地址进行路由查找时，先根据VPN标识和该IPv6地址在每个Level之前的所有bit分别构造针对每个Level的输入Key，分别采用每个Level的Hash函数对针对每个Level的输入Key进行计算，若有Hash计算结果命中，则采用最长的Hash命中结果对应的Sub_Trie节点的数据结构信息指针查找路由；否则，根据该IPv6地址的高m+1bit查找到对应的Branch_Tree，在该Branch_Tree的Level 1～p‑1中查找路由。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任凯，葛长忠，安绍亮，
申请(专利权)人：杭州华三通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33