IP adresi arama algoritmalarının incelenmesi
Analysis of IP address search algorithms
- Tez No: 1020751
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYDIN CARUS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Trakya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
IP (İnternet Protokolü) adresi arama algoritmaları, modern internet altyapısının temel yapı taşlarından biridir. Bu algoritmalar, ağ trafiğinin yönlendirilmesi ve veri iletiminin doğruluğunun sağlanması açısından da anahtar rol oynamaktadır. Ağ yönlendiricilerinin gerek günlük çevrim içi işlemlerde gerekse endüstriyel iletişim protokollerinde saniyede milyonlarca veri paketini en uygun sonraki atlama noktasına (next-hop) başarıyla yönlendirmesi; IP adresi arama mekanizmalarının etkinliği ile doğrudan ilişkilidir. Bu amaçla yönlendiriciler üzerindeki FIB (Yönlendirme Bilgi Tabanı) tablosu, hedef adresleri temsil eden önekler ile bu önekler için sonraki atlama veya çıkış arayüzü bilgilerini tutar. FIB tablosunda aranan IP adresinin öneklerinin en hızlı ve verimli şekilde aranması temel problemdir. Dinamik bir yapıya sahip olan FIB tablosunun güncellenmesi önem arz etmektedir. Güncelleme işlemi internet paketlerinin doğru şekilde iletilmesi için önemlidir. Günümüzde mevcut IP adresi arama algoritmalarının büyük oranda IPv4 (İnternet Protokolü Versiyon 4) yapılarına göre optimize edilmiş olması; 128 bitlik IPv6 (İnternet Protokolü Versiyon 6) adreslerine geçişin hızlanmasıyla birlikte bu algoritmaların önemli performans kayıpları yaşamasına, hatta mimari uyumsuzluk nedeniyle tamamen işlevsiz hale gelmesine yol açmıştır. Bu durum, IPv6 arama algoritmalarına yönelik araştırmalara hız kazandırmıştır. Bu çalışma kapsamında ağırlıklı olarak IPv6'ya yönelik geliştirilmiş farklı prensiplere sahip donanım ve yazılım tabanlı IP adresi arama yaklaşımları incelenmiştir. Yazılım ve donanım tabanlı bu algoritmaların sistem gereksinimlerine göre nasıl iyileştirildiği ve hangi koşullarda en yüksek performansı sunduğu hız, bellek kullanımı, güncelleme başarımı gibi ölçütler yönünden değerlendirilmiştir. Yapılan değerlendirmelerde yazılım tabanlı algoritmalardan trie veri yapısını kullanan algoritmaların doğrusal arama yöntemleri ve klasik ağaç veri yapılarına göre daha başarılı olduğu görülmüştür. En büyük kısıtlama daha yavaş olan belleğe yapılan erişim miktarı olduğu için güncel çalışmalar minimum bellek erişimini ve kompakt yapılar inşa etmeyi hedeflemektedir. Genel olarak yazılım tabanlı çözümler uygulama maliyeti açısından donanım çözümlerinden avantajlıdır. Fakat donanım destekli algoritmalar paralel işlemleri destekleyerek üstün performans sağlarlar. IP adresi arama işlemi basit bir eşleşmeden daha karmaşık olup, tek bir en iyi çözüm yoktur ve ihtiyaca uygun çözümler geliştirilmesi ile en optimum çözümün sağlanması önemlidir.
Özet (Çeviri)
IP (Internet Protocol) address lookup algorithms are one of the fundamental building blocks of modern internet infrastructure. These algorithms also play a key role in routing network traffic and ensuring the accuracy of data transmission. The ability of network routers to successfully forward millions of data packets per second to the most optimal next-hop both in daily online operations and industrial communication protocols is directly correlated with the effectiveness of IP address lookup mechanisms. For this purpose, the FIB (Forwarding Information Base) table located on routers stores the prefixes representing destination addresses along with their corresponding next-hop or outgoing interface information. The primary challenge is searching for the prefixes of a queried IP address within the FIB table in the fastest and most efficient manner possible. Updating the FIB table, which has a dynamic nature, is of great importance. This update process is vital for the accurate delivery of internet packets. Today, the fact that existing IP address lookup algorithms are largely optimized for IPv4 (Internet Protocol Version 4) architectures has led to significant performance degradation or even complete obsolescence due to architectural incompatibilities as the transition to 128-bit IPv6 (Internet Protocol Version 6) addresses accelerates. This situation has catalyzed research into IPv6 lookup algorithms. Within the scope of this study, hardware and software based IP address lookup approaches predominantly developed for IPv6 and operating on diverse principles have been reviewed. These software and hardware based algorithms were evaluated based on how they are optimized according to system requirements and the conditions under which they yield peak performance, utilizing metrics such as speed, memory utilization, and update efficiency. The evaluations revealed that among software-based approaches, algorithms utilizing the trie data structure outperform linear search methods and classical tree data structures. Because the primary constraint is the number of accesses to relatively slow memory, contemporary research aims to minimize memory accesses and construct compact data structures. Generally, software-based solutions offer an advantage over hardware solutions regarding implementation costs. However, hardware-assisted algorithms deliver superior performance by enabling parallel processing. The IP address lookup process is more complex than a simple match, and there is no single universally optimal solution; therefore, it is essential to achieve the optimum outcome by developing tailored solutions that meet specific operational requirements.
Benzer Tezler
- ATM networks and ATM switching architectures
ATM (Asenkron transfer modu) ağları ve ATM seçici mimarileri
TOLGA AÇIKÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BÜLENT ÖRENCİK
- Modbus/TCP için hafif sıklet şifrelemeli donanım modülü ile yeni bir güvenlik yaklaşımı
A new security approach with lightweight encrypted hardware module for Modbus/TCP
MURAT VAROL
Doktora
Türkçe
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT İSKEFİYELİ
- Fast face detection and recognition on graphics processing units
Grafik işlemciler üzerinde hızlı yüz saptama ve tanıma
SALİH CİHAN TEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHİTTİN GÖKMEN
- Dokuma kumaşlarda örgü tipinin ham kumaşın boyutları ve geometrik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
EMEL ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Ege bölgesi keçi liflerinin bazı önemli fiziksel, kimyasal özellikleri ve değerlendirme imkanları
Başlık çevirisi yok
NİLÜFER ERDEM
Doktora
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLSEREN YAZICIOĞLU