路由驗證和路由查找是實現安全路由和高效轉發的關鍵技術。隨著網絡規模和網絡流量的持續增長以及大范圍路由異常事件頻發，路由查找和路由驗證面臨嚴峻的性能挑戰。中國科學院計算機網絡信息中心前瞻實驗室團隊圍繞上述挑戰開展研究。近日，三項成果被計算機網絡領域的國際頂級期刊和會議錄用。
針對BGP路由驗證的性能挑戰，該團隊通過深入建模分析提出現有方案的性能瓶頸源自底層的塊驗證模型，提出新型的授權前綴驗證模型從根本上突破性能瓶頸，并基于該模型設計了基于樹比特位圖的高效路由起源驗證算法h2ROV。h2ROV能夠提升驗證速度并有效降低存儲開銷，在保障可擴展性的同時，更適配于未來RPKI大規模部署場景。實驗結果表明，相比于已有的四種路由起源驗證算法，h2ROV在IPv4場景下驗證速度提高了1.4~8.8倍，內存開銷減少了69.9%~92.9%。團隊在基于自主開發的仿真平臺完成系統部署與測試發現，h2ROV對于路由消息處理流程的影響減少10.4%~61.4%，對于BGP全網收斂時間的影響降低2.2%~16.3%。相關成果被USENIX NSDI（CCF A）2025錄用。
針對SDN流表查找的性能挑戰，該團隊聯合華為算法專家通過深入調研分析現有數據包分類應用場景和算法，提出在軟件定義網絡和云網絡等場景下大規模數據包分類規則查找與更新速率成為重要性能挑戰。基于哈希元組的算法設計理念，研究提出了元組劃分合并算法BTP。研究針對元組合并后整體不平衡性與哈希表中局部不平衡性進行調整，減少合并后元組數并避免合并引發過多沖突從而獲得高效的查找和更新性能。實驗效果表明，在同類算法中，相比于經典算法PSTSS以及最新方法DT、TupleTree和ETC，BTP的查找性能分別提高了16.5倍、2.2倍、3.3倍、1.8倍。相關成果被IEEEINFOCOM（CCF A）2025錄用。
針對IPv6路由查找的性能挑戰，該團隊聯合華為算法專家通過深入分析認為現有路由查找方法無法解決IPv6前綴長度長且不同網絡場景下分布差異大帶來的查找性能挑戰，提出了基于啟發式二分搜索的高性能IPv6路由查找的方法HBS，并在此基礎上提出了基于樹旋轉的IPv6前綴分布自適應方法，實現了不同IPv6網絡場景下的自適應高性能查找。實驗效果表明，相比于經典算法SBS、Tree Bitmap和最新方法SAIL、Poptrie，HBS的查找性能分別提升了17.5倍、15.5倍、26.6倍和30.2倍。相關成果被IEEE/ACM Transactions on Networking（CCF A）錄用。
BTP算法結構示例
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