北理工團隊在新一代互聯(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
編輯：謝蔚泓 審核：祝烈煌 閱讀次數(shù)：
近日，北京理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院嵩天教授團隊在新一代互聯(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。團隊成果“PtCAM: Scalable High-Speed Name Prefix Lookup using TCAM”被2025年國際計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域頂級學(xué)術(shù)會議ACM SIGCOMM主會議全文錄用。
ACM SIGCOMM是國際計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最具影響力的學(xué)術(shù)盛會，匯聚全球頂尖學(xué)者與產(chǎn)業(yè)專家，長期引領(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。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)在國際計算機網(wǎng)絡(luò)頂級學(xué)術(shù)舞臺上實現(xiàn)突破性進展，正式進入歐美學(xué)者長期占據(jù)優(yōu)勢的核心科研領(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并進行口頭報告，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)容尋址存儲器TCAM的PtCAM架構(gòu)
該論文針對新型互聯(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)通過將Binary Patricia Trie結(jié)構(gòu)與三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器（TCAM）器件深度結(jié)合，在無需更換現(xiàn)有硬件的前提下，支持互聯(lián)網(wǎng)路由表規(guī)模從百萬級提高到十億級，實現(xiàn)了3個數(shù)量級的跨越式提升。實驗結(jié)果表明，PtCAM在可擴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)部署的實用價值。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)計算平臺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在可擴展性與查詢性能方面的實驗分析
該論文由北京理工大學(xué)團隊獨立完成。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）為該論文第一作者，計算機學(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。此項工作得到了國家自然科學(xué)基金項目支持。
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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