本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，更具體的，涉及一種基于后綴索引匹配ip地址的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：：路由器作為internet互連的核心設(shè)備，其主要功能是按照ip分組中的目的地址轉(zhuǎn)發(fā)分組，查找路由表(指路由器或者其他互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上存儲的一張路由信息表，該表中存有到達特定網(wǎng)絡(luò)終端的路徑)決定將分組發(fā)往哪個端口。路由器的處理速度是網(wǎng)絡(luò)通信的主要瓶頸之一，其性能直接影響著網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的質(zhì)量。高效的路由表查找算法是影響路由器轉(zhuǎn)發(fā)效率的重要因素。隨著internet網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大，路由表的大小與日俱增，這個問題隨著ipv6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的逐步應(yīng)用而更加突出。同ipv4的cidr(無類域間路由，classlessinter-domainrouting)概念類似，ipv6地址也被認為是無類別的，路由查找時必須要進行最長前綴匹配lpm(longestprefixmatching)而不是精確匹配，不僅需要與地址前綴的比特值進行匹配查找，而且還要考慮地址前綴長度。這些都給路由表查找算法效率的提高帶來了挑戰(zhàn)。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明為解決以上現(xiàn)有路由表查找算法查找效率不高的缺陷，提供了一種基于后綴索引匹配ip地址的方法。為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案是：一種基于后綴索引匹配ip地址的方法，包括以下步驟：s1.對ip路由數(shù)據(jù)構(gòu)建后綴索引；s2.將ipv6地址平均分為k段，然后分別為每段ipv6地址構(gòu)建不同的哈希表，每張哈希表存放段內(nèi)不同后綴在后綴索引中的區(qū)間值；s3.對于給定的目的ip地址，將其平均分為k段，然后將k段目的ip地址通過二分查找法在k張哈希表中查找匹配的后綴索引區(qū)間，并記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；s4.根據(jù)記錄的段數(shù)進行段內(nèi)回溯查找，輸出目的ip的路由信息。優(yōu)選地，所述步驟s1構(gòu)建后綴索引的具體過程如下：ip路由數(shù)據(jù)中的各個ipv6地址對應(yīng)的前綴構(gòu)成集合s，集合s中的每個前綴視為一個字符串并在末尾添加#，#<0<1，即每個ipv6地址包括有129個后綴；將集合s中的所有前綴首尾相連組成一個字符串t，構(gòu)建字符串t的構(gòu)建后綴索引。優(yōu)選地，所述步驟s2構(gòu)建哈希表的具體過程如下：將ipv6地址平均分為16段，然后為各段ipv6地址分別構(gòu)建一個哈希表，16個哈希表分別為h_table1～h_table16，其中h_table1～h_table15內(nèi)分別記錄有各自段內(nèi)的所有以00000000～11111111開始的后綴在后綴索引中的區(qū)間值；h_table16記錄所有段內(nèi)的所有以00000000#～11111111#開始的后綴在后綴索引中的區(qū)間值。優(yōu)選地，所述步驟s4通過二分查找法查找匹配的后綴索引區(qū)間的具體過程如下：(1)首先對目的ip地址第8段在h_table8內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(2)，否則執(zhí)行步驟(10)；(2)對目的ip地址第12段在h_table12內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(3)，否則執(zhí)行步驟(7)；(3)對目的ip地址第14段在h_table14內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(4)，否則執(zhí)行步驟(6)；(4)對目的ip地址第15段在h_table15內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(5)；(5)對目的ip地址第16段在h_table16內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(6)對目的ip地址第13段在h_table13內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(7)對目的ip地址第10段在h_table10內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(8)，否則執(zhí)行步驟(9)；(8)對目的ip地址第11段在h_table11內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(9)對目的ip地址第9段在h_table9內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(10)對目的ip地址第4段在h_table4內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(11)，否則執(zhí)行步驟(14)；(11)對目的ip地址第6段在h_table6內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(12)，否則執(zhí)行步驟(13)；(12)對目的ip地址第7段在h_table7內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(13)對目的ip地址第5段在h_table5內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(14)對目的ip地址第2段在h_table2內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(15)，否則執(zhí)行步驟(16)；(15)對目的ip地址第3段在h_table3內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(16)對目的ip地址第1段在h_table1內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)。優(yōu)選地，定義f為字符串t的所有后綴按字典順序排序后的首字符組成的數(shù)組；定義bwt為字符串t的所有后綴按字典順序排序后的最后一個字符組成的數(shù)組；所述步驟s5進行段內(nèi)回溯查找的具體步驟如下：s101.根據(jù)記錄的段數(shù)，將下一段內(nèi)的目的ip地址倒置，其最后一個字符在f中的起始位置標(biāo)記為first，結(jié)束位置標(biāo)記為last；s102.查詢first與last之間的所有行對應(yīng)的bwt中是否存在與倒置的ip地址的倒數(shù)第i個字符相同的字符，i的初始值為2；s103.若是則將這些字符映射在f中，這些字符在f中的相應(yīng)起始位置、結(jié)束位置標(biāo)記為first、last；s104.令i＝i+1然后利用步驟s3得到的first、last重復(fù)執(zhí)行步驟s103直至查詢不到匹配項，此時得到最長匹配后綴。s105.輸出目的ip的路由信息。同時，本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用以上方法的系統(tǒng)，其方案如下：包括索引構(gòu)造模塊和索引查詢模塊，索引構(gòu)造模塊用于構(gòu)建后綴索引和哈希表，所述索引查詢模塊用于哈希表的查找和段內(nèi)回溯查找。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1.查找一個ipv6地址最多需讀路由表4次，與路由表的大小無關(guān)，因此能夠保證查找效率。2.將后綴索引應(yīng)用到路由查找上，有效的加快了ip地址的匹配速度，同時具有良好的性能。附圖說明圖1為方法的流程示意圖。圖2為本發(fā)明的路由表結(jié)構(gòu)圖。圖3為系統(tǒng)的示意圖。具體實施方式附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的闡述。實施例1如圖1所示，本發(fā)明提供的方法包括有以下步驟；s1.對ip路由數(shù)據(jù)構(gòu)建后綴索引；s2.將ipv6地址平均分為k段，然后分別為每段ipv6地址構(gòu)建不同的哈希表，每張哈希表存放段內(nèi)不同后綴在后綴索引中的區(qū)間值；s3.對于給定的目的ip地址，將其平均分為k段，然后將k段目的ip地址通過二分查找法在k張哈希表中查找匹配的后綴索引區(qū)間，并記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；s4.根據(jù)記錄的段數(shù)進行段內(nèi)回溯查找，輸出目的ip的路由信息。其中，如圖2所示，圖2為路由表結(jié)構(gòu)圖。在具體的實施過程中，所述步驟s1構(gòu)建后綴索引的具體過程如下：ip路由數(shù)據(jù)中的各個ipv6地址對應(yīng)的前綴構(gòu)成集合s，集合s中的每個前綴視為一個字符串并在末尾添加#(#<0<1)，即每個ipv6地址包括有129個后綴；將集合s中的所有前綴首尾相連組成一個字符串t，構(gòu)建字符串t的構(gòu)建后綴索引。在具體的實施過程中，所述步驟s2構(gòu)建哈希表的具體過程如下：將ipv6地址平均分為16段，然后為各段ipv6地址分別構(gòu)建一個哈希表，16個哈希表分別為h_table1～h_table16，其中h_table1～h_table15內(nèi)分別記錄有各自段內(nèi)的所有以00000000～11111111開始的后綴在后綴索引中的區(qū)間值；h_table16記錄所有段內(nèi)的所有以00000000#～11111111#開始的后綴在后綴索引中的區(qū)間值。為了方便說明構(gòu)建哈希表的過程，本實施例以ip地址長度為4為例，以2bit為單位進行分段查找。給定一個集合s＝{s1,s2,…}，集合中每一項si是一條路由規(guī)則的匹配前綴。構(gòu)造字符串t＝s1#s2#...的后綴索引(這里，s1#是由前綴s1和#構(gòu)成字符串，將所有這些字符串首尾相連得到t)。例如：s＝{1100/4,110*/3}，那么就有t＝1100#110#。則其后綴索引如下所示：pos＝012345678x＝1100#110#sa＝847326150若以2bit分段構(gòu)建兩個hash表，則哈希表h_tablel對應(yīng)前2bit，用于記錄所有以00，01，10，11開始的后綴在后綴索引中的區(qū)間；哈希表h_table2對應(yīng)后2bit，用于記錄所有以00#，01#，10#，11#開始的后綴在后綴索引中的區(qū)間。如表1所示：h_table1中的[4，4]表示以00開始的后綴在后綴索引中的區(qū)間只有第4行；htable1中的null表示以01開始的后綴在后綴索引中找不到相應(yīng)的區(qū)間；h_table1中的[5，6]表示以10開始的后綴在后綴索引中的區(qū)間從第5行到第6行；h_table1中的[7，8]表示以11開始的后綴在后綴索引中的區(qū)間從第7行到第8行；h_table2中的[4，4]表示以00#開始的后綴在后綴索引中的區(qū)間只有第4行；htable2中的null表示以01#開始的后綴在后綴索引中找不到相應(yīng)的區(qū)間；h_table2中的[5，5]表示以10#開始的后綴在后綴索引中的區(qū)間只有第5行；htable2中的null表示以11#開始的后綴在后綴索引中找不到相應(yīng)的區(qū)間。表1哈希表的鍵-值indexh_table1h_table200[4，4][4，4]01nullnull10[5，6][5，5]11[7，8]null給定一個ip地址，與其匹配的ip前綴的中間字符不可能是#。所以，給定通配符x(x可以為1或者0)，則ip地址11xx是有可能匹配110#和1100#110#的；而ip地址xx11不可能匹配110#和1100#110#的。這也就是為什么h_table1中的11表項為[7，8]，h_table2中的11表項為空的原因。從上述可知，ipv6的地址長度為128bit，因此以8bit為單位構(gòu)建16個哈希表，分別為h_table1～h_table16。則h_table1～15記錄所有以00000000～11111111開始的后綴在后綴索引中的區(qū)間；h_table16記錄所有以00000000#～11111111#開始的后綴在后綴索引中的區(qū)間。在具體的實施過程中，所述步驟s4通過二分查找法查找匹配的后綴索引區(qū)間的具體過程如下：(1)首先對目的ip地址第8段在h_table8內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(2)，否則執(zhí)行步驟(10)；(2)對目的ip地址第12段在h_table12內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(3)，否則執(zhí)行步驟(7)；(3)對目的ip地址第14段在h_table14內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(4)，否則執(zhí)行步驟(6)；(4)對目的ip地址第15段在h_table15內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(5)；(5)對目的ip地址第16段在h_table16內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(6)對目的ip地址第13段在h_table13內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(7)對目的ip地址第10段在h_table10內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(8)，否則執(zhí)行步驟(9)；(8)對目的ip地址第11段在h_table11內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(9)對目的ip地址第9段在h_table9內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(10)對目的ip地址第4段在h_table4內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(11)，否則執(zhí)行步驟(14)；(11)對目的ip地址第6段在h_table6內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(12)，否則執(zhí)行步驟(13)；(12)對目的ip地址第7段在h_table7內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(13)對目的ip地址第5段在h_table5內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(14)對目的ip地址第2段在h_table2內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)，然后執(zhí)行步驟(15)，否則執(zhí)行步驟(16)；(15)對目的ip地址第3段在h_table3內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)；(16)對目的ip地址第1段在h_table1內(nèi)查找匹配的后綴索引區(qū)間，若查找到匹配的后綴索引區(qū)間，則記錄匹配的后綴索引區(qū)間所在的哈希表對應(yīng)的段數(shù)。本實施例中，定義f為字符串t的所有后綴按字典順序排序后的首字符組成的數(shù)組；定義bwt為字符串t的所有后綴按字典順序排序后的最后一個字符組成的數(shù)組；則所述步驟s5進行段內(nèi)回溯查找的具體步驟如下：s101.根據(jù)記錄的段數(shù)，將下一段內(nèi)的目的ip地址倒置，其最后一個字符在f中的起始位置標(biāo)記為first，結(jié)束位置標(biāo)記為last；s102.查詢first與last之間的所有行對應(yīng)的bwt中是否存在與倒置的ip地址的倒數(shù)第i個字符相同的字符，i的初始值為2；s103.若是則將這些字符映射在f中，這些字符在f中的相應(yīng)起始位置、結(jié)束位置標(biāo)記為first、last；s104.令i＝i+1然后利用步驟s3得到的first、last重復(fù)執(zhí)行步驟s103直至查詢不到匹配項，此時得到最長匹配后綴。s105.輸出目的ip的路由信息。實施例2本實施例提供了一種應(yīng)用實施例1方法的系統(tǒng)，如圖3所示，其具體的方案如下：包括索引構(gòu)造模塊和索引查詢模塊，索引構(gòu)造模塊用于構(gòu)建后綴索引和哈希表，所述索引查詢模塊用于哈希表的查找和段內(nèi)回溯查找。顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12