MashUp：通过树拼接将基于TCAM的IP查找扩展至更大型数据库
网络与互联网体系结构
2022-04-22 v1
摘要
三态内容寻址存储器（TCAMs）常用于实现 IP 查找，但存在高功耗与面积成本问题。因此现代芯片中集成的 TCAM 有限，可支持数据中心与企业中的中等规模数据集，却无法扩展至拥有数百万前缀的骨干广域网（WAN）数据库。IPv6 的部署也因 128 位地址空间中使用更长前缀而使得 TCAM 部署更为困难。尽管此前已有结合算法技术与 TCAM 以降低功耗或更新成本的方法（如 CoolCAM [32] 与 TreeCAM [28]），我们专注于使用一种称为 MashUp 的方案减少 TCAM 比特数，该方案易于在现代可重构流水线芯片（如 Tofino-3）中实现。MashUp 采用一种考虑 TCAM 粒度（块）大小的新技术——树拼接（tiling trees）。当应用于公开可用的 IPv6 数据集并使用 Tofino-3 的 TCAM 粒度大小（44 × 512）时，所需 TCAM 减少了 2 倍。此外，若使用一种称为节点混合（node hybridization）的新技术混合 TCAM 与 SRAM，MashUp 将 IPv6 的 TCAM 比特降低 4.5 倍，IPv4 降低 7.5 倍，使得 Tofino-3 及类似芯片能够支持 900,000 个前缀的广域数据库。
引用
@article{arxiv.2204.09813,
title = {MashUp: Scaling TCAM-based IP Lookup to Larger Databases by Tiling Trees},
author = {Victor Rios and George Varghese},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.09813},
year = {2022}
}