包分类算法研究综述

张杰鑫，张 铮

（数学工程与先进计算国家重点实验室，郑州450001）

1 概述

随着密集型光波复用技术和光纤技术的发展，链路的速率已经能够满足网络数据的持续增长。路由器是十分重要的网络设备，它对每一个数据包要进行很多种操作，包括复杂的分类操作，因此，网络的整体速度越来越受到路由器的处理速度的制约。随着计算机网络的飞速发展，传统网络尽力而为的服务模式已经不能满足用户的需求。互联网服务提供商（Internet Service Provider，ISP）希望网络能够提供更好的服务，特别是对新型业务流的检测与控制有着强烈需求。网络流量异常或者丢包，甚至整个网络的瘫痪，严重影响正常业务流量运行，也严重威胁系统和网络安全，对互联网和个人安全造成了威胁［1－2］。因此，通过有效的包分类技术，检测和控制网络中新型流量，提供不同的服务质量保障，是当前网络运营面临的主要挑战之一［3－4］。研究有效的包分类算法及其实现技术是目前网络技术领域的热门课题［5－6］。本文通过比较基于软件和基于硬件包分类算法，分析了不同算法设计的难点和不足。

2 包分类

2．1 包分类的概念

用一定的分类匹配规则，对数据包进行处理的算法，称为包分类技术。这些规则一般为数据包首部的某个字段或某些字段的组合。首先对数据包进行协议解析和字段抽取操作，然后依据协议类型和分类字段对数据包进行分类。目前，大多采用五元组，或者五元组的各种组合来对数据包进行分类，五元组包括目的地址IP（32bit）、源地址IP（32bit）、目的端口号（16bit）、源端口号（16bit）、和协议类型（8bit）。……