基于流标签的IPv6包分类算法研究

论文摘要

由于Internet的快速发展,IPv4地址稀缺的问题越来越严重。IPv6由此被引入以解决此问题。到目前为止,IPv6已经在大规则模的测试之中,在欧洲、亚洲和北美也得到一些初期的部署。但是,由于协议本身的改变,特别是地址长度的极大加长,而IPv4和IPv6之间不是平滑的升级,这就给IP包分类算法带来一些不可避免的挑战。比如：传统包分类算法对查找关键字的长度都是比较敏感的。如果直接把现有的IPv4包分类算法升级到IPv6的版本,性能可能严重的下降。这就意味着包分类算法应该跟随IPv6的发展而更新换代。同时,IPv6包分类算法目前还处于起步阶段,各自算法之间的比较需要有一个客观的测试用例,也就是IPv6的规则集作评价标准,但是因为IPv6商业化进程缓慢而导致规则集缺乏。本论文的工作主要分两部分。首先,结合IPv4与IPv6之间的联系,从IPv4中的分类器基准库(ClassBench)借鉴经验,提出IPv6中的ClassBenchV6。其次,考虑到IPv6包分类算法可能由于RFC3697中对流定义的改变而作出调整,而从IPv4中的五元组,变成IPv6中的三元组,这样势必对IPv6包分类算法造成影响。因此,本论文根据RFC3697的规定,提出一种基于流标签、源IP地址、目的IP地址的IPv6包分类算法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究内容及创新点
• 1.3 国内外相关研究现状
• 1.4 论文章节安排
• 第二章 ClassBenchV4简介
• 2.1 国内外关于IPv4分类器特征的研究
• 2.2 IPv4规则集中与地址相关特征的研究
• 2.2.1 地址前缀长度的分布
• 2.2.2 地址值分布特性
• 2.2.3 总结
• 第三章 IPv4的包分类算法简介
• 3.1 多维包分类算法的定义
• 3.2 IPv4下的多维包分类算法
• 3.2.1. 穷举遍历算法
• 3.2.2. 决策树算法
• 3.2.3. 基于分解思想的算法
• 3.2.4. 基于元组空间的分类算法
• 第四章 ClassBenchV6的研究
• 4.1 总体思想
• 4.2 IPv4与IPv6规则集的关系
• 4.3 地址前缀结构特征
• 4.3.1 IPv6地址结构
• 4.3.2 IPv4和IPv6地址分配策略
• 4.3.3 IPv6规则集地址前缀的特征
• 4.4 评估与实验
• 第五章 基于流标签的IPv6包分类算法研究
• 5.1 IPv6流标签介绍
• 5.2 基于流标签的算法提出
• 5.3 算法的实现
• 5.3.1. 独立规则集的定义
• 5.3.2. 独立规则集组（Gi）的数据结构
• 5.3.3. 标记和重排序
• 5.3.4. FL决策树
• 5.3.5. 查找过程
• 5.3.6. 更新
• 5.4 算法性能分析
• 5.4.1. 性能评价指标
• 5.4.2. 时间复杂度分析
• 5.4.3. 空间复杂度分析
• 5.4.4. 结果比较
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录