北理工團(tuán)隊(duì)在新一代互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)研究中取得重要突破
發(fā)布日期:2025-09-05 供稿:網(wǎng)安學(xué)院 楊雅婷 攝影:網(wǎng)安學(xué)院
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近日,北京理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院嵩天教授團(tuán)隊(duì)在新一代互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)研究與高性能網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)方面取得重要突破。團(tuán)隊(duì)成果“PtCAM: Scalable High-Speed Name Prefix Lookup using TCAM”被2025年國(guó)際計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議ACM SIGCOMM主會(huì)議全文錄用。
ACM SIGCOMM是國(guó)際計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最具影響力的學(xué)術(shù)盛會(huì),匯聚全球頂尖學(xué)者與產(chǎn)業(yè)專家,長(zhǎng)期引領(lǐng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與高性能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。每年全球僅錄取論文60余篇,所收錄成果被公認(rèn)為具有“寫入教科書的潛力”。該論文是北京理工大學(xué)作為第一單位首次在ACM SIGCOMM主會(huì)議的入選工作,且三位作者均為我校師生。這標(biāo)志著北京理工大學(xué)在國(guó)際計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)頂級(jí)學(xué)術(shù)舞臺(tái)上實(shí)現(xiàn)突破性進(jìn)展,正式進(jìn)入歐美學(xué)者長(zhǎng)期占據(jù)優(yōu)勢(shì)的核心科研領(lǐng)域。北京理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院的嵩天教授、楊雅婷特別副研究員將赴葡萄牙參會(huì)并進(jìn)行口頭報(bào)告,向全球網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的頂尖學(xué)者展示北理工在新一代互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)領(lǐng)域的最新研究成果。

圖1 結(jié)合Patricia Trie與三態(tài)內(nèi)容尋址存儲(chǔ)器TCAM的PtCAM架構(gòu)
該論文針對(duì)新型互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)“網(wǎng)絡(luò)包高效轉(zhuǎn)發(fā)”這一核心技術(shù)瓶頸,創(chuàng)新性提出了PtCAM(Patricia-TCAM)架構(gòu)。該架構(gòu)通過(guò)將Binary Patricia Trie結(jié)構(gòu)與三態(tài)內(nèi)容尋址存儲(chǔ)器(TCAM)器件深度結(jié)合,在無(wú)需更換現(xiàn)有硬件的前提下,支持互聯(lián)網(wǎng)路由表規(guī)模從百萬(wàn)級(jí)提高到十億級(jí),實(shí)現(xiàn)了3個(gè)數(shù)量級(jí)的跨越式提升。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PtCAM在可擴(kuò)展性與查詢性能方面均取得顯著突破。其在吞吐率上可接近TCAM器件理論極限,能夠直接部署在當(dāng)前線卡等現(xiàn)有設(shè)備上,兼具性能突破的理論意義與商業(yè)部署的實(shí)用價(jià)值。這一成果為新一代互聯(lián)網(wǎng)路由器、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)關(guān)和邊緣網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)等研究提供了全新思路及可落地的高效方案,有望支撐我國(guó)在新一代互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新與自主突破。

圖2 PtCAM在可擴(kuò)展性與查詢性能方面的實(shí)驗(yàn)分析
該論文由北京理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成。網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院嵩天教授(現(xiàn)任教育學(xué)院院長(zhǎng))為該論文第一作者,計(jì)算機(jī)學(xué)院李天龍博士生(導(dǎo)師為嵩天教授)為該論文第二作者,網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院楊雅婷特別副研究員為該論文第三作者。此項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目支持。
論文詳情:Tian Song, Tianlong Li, Yating Yang. 2025. PtCAM: Scalable High-Speed Name Prefix Lookup using TCAM. In ACM SIGCOMM 2025 Conference (SIGCOMM ’25), September 8–11, 2025, Coimbra, Portugal.
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