9、布隆过滤器标准综述与计数布隆过滤器解析

布隆过滤器标准综述与计数布隆过滤器解析

布隆过滤器标准综述

在网络数据处理中，布隆过滤器是一种常用的数据结构，用于高效地进行成员测试和去重。下面介绍几种不同类型的布隆过滤器及其特点。

1. 基础布隆过滤器操作

在网络数据包处理中，首先会移除数据包头部的第一阶段过滤器，留下 IP 选项字段和 IP 有效负载。然后，算法会遍历所有接口，并在缓存的布隆过滤器中对每个接口的布隆标识符进行成员测试。布隆标识符是一个唯一的 16 位整数标识符，由网络控制器分配给参与多播转发的网络接口。如果成员测试返回为真，则数据包将从匹配的接口转发出去。

2. 动态重排序布隆过滤器

动态重排序布隆过滤器旨在降低搜索成本。它使用单内存访问布隆过滤器（OMABF）动态地对多个布隆过滤器的搜索顺序进行重排，并将检查顺序保存在查询索引（QI）中。这种方法考虑了两个因素：一是改变布隆过滤器查询优先级的策略，二是减少因顺序改变而产生的开销。

具体操作步骤如下：
1. 根据查询顺序（即数据的流行度）对布隆过滤器中的查询数据进行排序和保存，以减少查询的搜索时间。
2. 当数据的流行度增加时，其在布隆过滤器中的查询顺序会提高一个级别。
3. 为了解决查询顺序改变带来的开销问题，使用查询索引（QI）保存每个块的查询优先级。在进行成员检查时，按照 QI 中保存的顺序检查布隆过滤器。

3. rDBF 多维布隆过滤器

为了减少误报率，Patgiri 等人提出了纯多维布隆过滤器 rDBF。rDBF 的设计理念基于多维数组，摆脱了对哈希函数数量的依赖，并且不依赖于输入大小。每个输入项最多占用一位，