散列ip片段的散列函数

Question

我必须将传入的ipv4片段哈希到大小为20的结构的静态数组。用于散列的字段是IP-ID（16位），协议（8位），源IP地址（32位）和目标IP地址（32位）。散列应该很快并且在C中实现起来不是很复杂。在这种情况下，什么是好的散列函数？

Answer 1

如果我理解正确并且您只想要20个哈希值，则可以直接对数据使用模运算符（%）。

如果您的数据分发是有利的，并且您将它们存储为整数，则可能会使用hash = ip_fragment % 20。

似乎很多碰撞都会发生，所以你可以保持简单。

Answer 2

如果您可以假设所有参数都是不相关的并且均匀分布，那么您可以将您感兴趣的字段的所有字节排在一起，最后取模20的结果。但是，如果您有双向流，则意味着两个方向都被散列到相同的值（因为在这个简单的算法中交换字段无关紧要）。 你应该看看像MurmurHash这样的快速通用哈希算法。

但是，如果哈希表中只有20个条目，则很可能会发生冲突。如果接收到的数据包之间存在强烈的时间关联，例如，您很可能会连续收到许多具有相同标头的数据包，那么您可能最好只拥有一个（或几个）仅记录的缓存条目最后（唯一）接收到的头，然后立即将下一个数据包与那些缓存条目进行比较，而不进行任何哈希。

不要忘记测量您正在使用的散列或缓存方法的实际性能。

Answer 3

％20实际上是次优的。像这样的简单哈希：

% 20

是5 amd64指令（shift，mov，xor，xor或xor）。但是添加uint32_t ip_fragment_hash(uint16_t ip_id, uint8_t ip_proto, uint32_t ip_src, uint32_t ip_dst) { uint32_t h = (ip_id << 16 | ip_proto) ^ ip_src ^ ip_dst; h = h ^ (h >> 5) ^ (h >> 10) ^ (h >> 15) ^ (h >> 20) ^ (h >> 25) ^ (h >> 30); return h % 32; } 并获得14条指令，包括一次扩展乘法。将其设为32并将其折叠起来：

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