Hash-TCAM结合查找：优化OpenFlow流表成本与能耗

"本文主要探讨了在OpenFlow网络环境下，如何通过结合多单元散列表（Hashtables）和三态内容寻址存储器（TCAMs）来优化OpenFlow流表的查找方法，以降低成本和能耗。研究者提出了一种新的流表存储和查找策略，通过理论分析和仿真测试，确定了最优的散列表和TCAM容量配置，结果显示这种方法能节省超过90%的成本，同时保持良好的查找性能。" 在OpenFlow网络架构中，交换机的核心任务是基于接收到的流规则进行报文处理。流表的快速和高效查找是这一过程的关键，通常TCAM因其高速匹配能力而被广泛应用于流表查找。然而，TCAM的高成本和高能耗成为其广泛应用的阻碍。为了解决这个问题，作者李春强、董永强和吴国新提出了一个创新的解决方案，即利用多单元散列表与TCAM的结合。 他们设计的Hash-TCAM流表查找结构旨在平衡查找效率、成本和能耗。首先，通过理论研究，他们分析了散列表和TCAM各自的特点，然后在仿真环境中测试了不同配置下的性能。最终，他们确定了一种成本优化后的散列表和TCAM容量配置，这种配置能够在保证查找性能的同时，显著减少硬件成本。 实验结果表明，采用Hash-TCAM方案相对于仅使用TCAM的方案，可以实现超过90%的成本节省。这不仅有助于降低设备的购置和运行成本，还有助于降低网络的能耗，符合绿色计算和可持续发展的趋势。此外，尽管成本大幅下降，但查找性能的损失微乎其微，确保了OpenFlow交换机的正常运行。 关键词涵盖了OpenFlow协议、TCAM技术、散列表以及流表管理，这些是理解该研究的核心概念。OpenFlow是一种开放标准，允许远程编程网络设备，以实现灵活的流量控制。TCAM是一种特殊的存储器，能够进行快速的前向匹配，常用于网络设备中的路由和过滤。散列表则是一种数据结构，可以高效地存储和查找数据。流表是OpenFlow交换机的核心组件，用于定义如何处理特定的数据包。 这项工作对于理解OpenFlow网络中流表查找的优化策略具有重要意义，为未来网络设备的设计提供了新的思路，尤其是在寻求性能与成本之间的平衡点时。通过结合传统数据结构和专用硬件的优势，可以有效地解决当前OpenFlow交换机面临的挑战，推动网络技术的进步。