二叉线索这种数据结构的用法
发布时间:2014/9/12 18:53:26 访问次数:972
为了进行更加有效的查找,L6565D通常是把无分类编址的路由表存放在一种层次的数据结构中,然后自上而下地按层次进行查找。这里最常用的就是二叉线索(binary trie)①,它是一种特殊结构的树。IP地址中从左到右的比特值决定了从根节点逐层向下层延伸的路径,而二
叉线索中的各个路径就代表路由表中存放的各个地址。
为了简化二叉线索的结构,可以先找出对应于每一个lP地址的唯一前缀(unique prefix)。所谓唯一前缀就是在表中所有的IP地址中,该前缀是唯一的。这样就可以用这些唯一前缀来构造二叉线索。在进行查找时,只要能够和唯一前缀相匹配就行了。
从二叉线索的根节点自项向下的深度最多有32层,每一层对应于lP地址中的一位。一个lP地址存入二叉线索的规则很简单。先检查lP地址左边的第一位,如为0,则第一层的节点就在根节点的左下方;如为1,则在右下方。然后再检查地址的第二位,构造出第二层的节点。依此类推,直到唯一前缀的最后一位。由于唯一前缀一般都小于32位,因此用唯一前缀构造的-叉线索的深度往往不到32层。图中较粗的折线就是前缀0101在这个二叉线索中的路径。二叉线索中的小圆圈是中间节点,而在路径终点的小方框是叶节点(也叫作外部节点)。每个叶节点代表一个唯一前缀。节点之间的连线旁边的数字表示这条边在唯一前缀中对应的比特是0或1。
假定有一个lP地址是10011011 01111010 00000000 00000000,需要查找该地址是否在此二叉线索中。我们从最左边查起。很容易发现,查到第三个字符(即前缀10后面的0)时,在二叉线索中就找不到匹配的,说明这个地址不在这个二叉线索中。
以上只是给出了二叉线索这种数据结构的用法,而并没有说明“与唯一前缀匹配”和“与网络前缀匹配”的关系。显然,要将二又线索用于路由表中,还必须使二叉线索中的每一个叶节点包含所对应的网络前缀和子网掩码。当搜索到一个叶节点时,就必须将寻找匹配的目的地址和该叶节点的子网掩码进行逐位“与”运算,看结果是否与对应的网络前缀相匹配。若匹配,就按下一跳的接口转发该分组。否则,就丢弃该分组。
为了进行更加有效的查找,L6565D通常是把无分类编址的路由表存放在一种层次的数据结构中,然后自上而下地按层次进行查找。这里最常用的就是二叉线索(binary trie)①,它是一种特殊结构的树。IP地址中从左到右的比特值决定了从根节点逐层向下层延伸的路径,而二
叉线索中的各个路径就代表路由表中存放的各个地址。
为了简化二叉线索的结构,可以先找出对应于每一个lP地址的唯一前缀(unique prefix)。所谓唯一前缀就是在表中所有的IP地址中,该前缀是唯一的。这样就可以用这些唯一前缀来构造二叉线索。在进行查找时,只要能够和唯一前缀相匹配就行了。
从二叉线索的根节点自项向下的深度最多有32层,每一层对应于lP地址中的一位。一个lP地址存入二叉线索的规则很简单。先检查lP地址左边的第一位,如为0,则第一层的节点就在根节点的左下方;如为1,则在右下方。然后再检查地址的第二位,构造出第二层的节点。依此类推,直到唯一前缀的最后一位。由于唯一前缀一般都小于32位,因此用唯一前缀构造的-叉线索的深度往往不到32层。图中较粗的折线就是前缀0101在这个二叉线索中的路径。二叉线索中的小圆圈是中间节点,而在路径终点的小方框是叶节点(也叫作外部节点)。每个叶节点代表一个唯一前缀。节点之间的连线旁边的数字表示这条边在唯一前缀中对应的比特是0或1。
假定有一个lP地址是10011011 01111010 00000000 00000000,需要查找该地址是否在此二叉线索中。我们从最左边查起。很容易发现,查到第三个字符(即前缀10后面的0)时,在二叉线索中就找不到匹配的,说明这个地址不在这个二叉线索中。
以上只是给出了二叉线索这种数据结构的用法,而并没有说明“与唯一前缀匹配”和“与网络前缀匹配”的关系。显然,要将二又线索用于路由表中,还必须使二叉线索中的每一个叶节点包含所对应的网络前缀和子网掩码。当搜索到一个叶节点时,就必须将寻找匹配的目的地址和该叶节点的子网掩码进行逐位“与”运算,看结果是否与对应的网络前缀相匹配。若匹配,就按下一跳的接口转发该分组。否则,就丢弃该分组。
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