BGP協(xié)議中正則表達式匹配系統(tǒng)的研究與軟硬件實現(xiàn).pdf

1、正則表達式是一種熱門的字符匹配技術，在BGP路由協(xié)議中得到了重要的應用，本文的研究內(nèi)容的是如何提高正則表達式的匹配速度。在BGP路由協(xié)議中，正則表達式通過軟件實現(xiàn)的方式用于路由信息過濾，但大量的過濾事務和自身效率問題在一定程度上影響了BGP的性能，如何提高正則表達式的匹配速度是解決問題的關鍵。在這樣的項目需求下，本研究課題應運而生。經(jīng)過對國內(nèi)外關于正則表達式的實現(xiàn)技術進行了調(diào)研，本文提出了一種新的正則表達式實現(xiàn)技術，它以BGP網(wǎng)絡路由協(xié)

2、議的應用為背景，以嵌入式平臺為運行環(huán)境，采用了POSIX正則表達式庫的軟件算法，結(jié)合軟件平臺的靈活和硬件平臺的高效，使得嵌入式Linux軟件系統(tǒng)和FPGA硬件協(xié)同工作，通過硬件加速的方式完成了對正則表達式的匹配。具體實施中，系統(tǒng)被劃分成了軟件系統(tǒng)模塊、硬件系統(tǒng)模塊和負責軟硬件通信的接口等三個組成部分。輸入的正則表達式和字符串首先進入軟件系統(tǒng)模塊，它基于嵌入式Linux軟件系統(tǒng)實現(xiàn)，結(jié)合堆棧技術，把正則表達式編譯成為機器能識別并執(zhí)行的執(zhí)行

3、碼指令，并生成fastmap數(shù)據(jù)。因為軟件系統(tǒng)模塊和硬件系統(tǒng)模塊的實現(xiàn)平臺不同，運行速度級別也有差異，故通信接口負責它們之間的數(shù)據(jù)傳輸。硬件系統(tǒng)模塊基于FPGA實現(xiàn)，結(jié)合堆棧技術，根據(jù)得到的執(zhí)行碼、字符串和fastmap數(shù)據(jù)來完成正則表達式的匹配計算，得到最終是否匹配的結(jié)果。在整體設計中，系統(tǒng)具有“硬件加速”、“默認使用最短匹配原則”和“放棄計算匹配細節(jié)”等獨到的設計特點，系統(tǒng)內(nèi)部高效運作，很好地完成了設計任務。文章在最后給出的邏輯測試