高速IP网中T比特路由器的实现机制及关键技术

随着IP网络的飞速发展,T比特级路由器将成为下一代网络的核心设备。论文主要研究了T比特路由器的实现架构,以及交换结构和转发处理等关键技术。提出两种T比特路由器的实现架构,详细讨论了Crossbar和3D-Torus两种T级交换结构,并分别研究了ASIC和网络处理器的转发处理方案。     

一种基于输入排队的并行交换结构

并行交换结构能够将多个G比特级的交换结构组建成T比特级(甚至更高级)的交换系统,从而极大提升网络设备的交换能力.本文基于输入排队提出一种只需要低速率缓存和支持包保序的新型并行交换结构VOIQ-PSA,对该交换结构的稳定性进行了理论分析,并通过仿真实验将VOIQ-PSA与目前已提出的其它并行交换结构在时延性能方面进行比较.实验结果表明,VOIQ-PSA交换结构的时延性能优于其它并行交换结构,并且非常适合高速网络环境.     

一种基于维序的多路径交换网络路由算法

交换网络是高性能路由器的核心。由于可扩展性好,性能价格比高,3D-Torus等多级交换网络已经在T比特路由器中得到应用。交换网络路由算法是T比特交换网络中的关键技术之一。本文面向3D-Torus,提出了一种基于维序的多路径路由算法。该算法针对交换网络的要求,在多条等代价最短路径上平衡负载,简单高效,易于硬件实现。     

分布式高性能路由器邻居发现协议实现研究

邻居发现（ND）协议是网络设备必须支持的协议之一。基于Linux操作系统，本文提出了适合于具有分布式结构的T比特级高性能路由器的一种ND协议实现方案，该方案利用Linux内核提供的netlink机制，分别给出了T比特路由器中先应式地址解析以及主机路由的实现方法，测试结果表明，该方案使得T比特路由器控制平面能够高效可靠地完成邻居发现功能。     

基于GMPLS的T比特路由器结构研究

GMPLS是一种将电层包交换技术与光层大颗粒度交换技术有机融合在一起的新技术,其统一的控制管理层面简化了网络的结构;在研究了多种T比特路由器结构的基础上,该文提出了一种将电处理技术优势和光技术优势有机结合的光电混合、多种交换颗粒度的大容量交换路由结构。     

MPP互连网络在T比特路由器设计中的应用

互连网络是MPP系统的重要组成部分，目前关于互连网络的研究已经取得了许多成果，并且在应用上积累了丰富的经验。因特网的迅速发展使对T比特交换技术的研究成为热点。本文着重分析将目前成熟的、具有较好扩展能力的MPP互连技术用于T比特路由器设计的可行性以及仍需解决的问题，并介绍三雏Torus网络在AVICI TSR路由器设计中的应用。     

新一代T比特高性能路由器软件系统结构与设计

本文基于新一代T比特级高性能路由器的统一的逻辑模型,描述了软件系统的框架结构和基本组成。对软件系统的功能设计、性能设计与可靠性设计进行了全面的阐述,提供了可行的技术方案。在功能设计中,分别给出控制节点和接口处理节点的软件构成,强调二者的统一设计和功能映射。随着网络环境的扩展、协议体系的丰富以及IPv4/IPv6双栈的支持,控制节点的处理性能急需提高,本文给出3种可扩展的性能设计的并行性途径。可靠性设计对处于网络核心的T比特级路由器非常重要,本文分析了软件系统的可靠性要求,给出了实现控制节点可靠性结构的几种关键技术。     

基于负载均衡实现高速网下入侵检测系统研究与实验

随着以太网主干网速度发展到G比特为单位,目前基于网络的单机入侵检测系统已经无法适应高速增长的网络速度,本文采用负载均衡的方法,将捕获的网络数据包按某种规则分流转发至多个检测引擎进行处理,以提高整个集群入侵检测系统的检测性能,解决G比特网络下网络入侵检测设备因硬件性能而带来的丢包问题。     

基于优化耦合映像格子的比特级图像加密方法

现有的比特级图像加密方法通常按照图像数据采集、图像数据分解、图像数据加密这3个相对独立的步骤进行设计，加密效率难以提高。为了在保证安全性的前提下解决这一问题，研究并改进了Logistic映射，提出一种优化Logistic映射。利用此映射进一步改善了耦合映像格子系统的混沌特性。此外，利用优化后的耦合映像格子和压缩感知技术设计了一种比特级数字图像加密方法，将现有比特级图像加密方法中3个相对独立的步骤合而为一，实现了在图像数据采集的同时即完成比特级的信息分解与加密。理论分析和仿真实验结果表明，该方法在保证安全性的同时提高了现有比特级图像加密系统的运行效率。     

Fast TCP在T比特路由器中的应用

FastTCP是近年来发展起来的一种适用于大带宽-时延积网络的TCP协议,其采用主动的队列管理方式有效的避免了网络中拥塞现象的发生。本文结合T比特路由器的设计需求,对现有的FastTCP改进后,将其应用到了T比特路由器的内部通信子系统中。     

一种大功率多光口本安万兆交换机设计方案

针对目前煤矿井下通信中日渐增多的带宽需求和通信要求,提出一种大功率多光口本安万兆交换机的设计方案。硬件电路由万兆交换电路、隔离电源模块、电源管控单元、DDM及光模块电路组成,软件设计基于嵌入式Linux操作系统。该多光口本安万兆交换机符合本安设计要求,适用于煤矿井下复杂恶劣的工作环境、支持万兆上行通讯或组成冗余环网,多个光口可依现场环境配置为万兆或千兆,具有很高的可靠性和实时性,满足井下工业以太网本安终端设备的数据传输要求。     

网络聚合技术在高性能地震资料处理系统中的应用

根据近年来中海油南海西部油田地震勘探资料高性能并行处理系统建设的成功案例。详细地介绍几个基于偏移技术计算的有代表性的HPC集群并行处理系统网络架构模型（包括千兆或万兆以太网和存储网络）的演变、趋势和技术特点。以及不同的网络在新建集群和系统扩充中整合与汇聚。     

网络聚合技术在高性能地震资料处理系统中的应用

根据近年来中海油南海西部油田地震勘探资料高性能并行处理系统建设的成功案例,详细地介绍几个基于偏移技术计算的有代表性的HPC集群并行处理系统网络架构模型(包括千兆或万兆以太网和存储网络)的演变、趋势和技术特点,以及不同的网络在新建集群和系统扩充中整合与汇聚。     

Evaluation of messaging middleware for high-performance cloud computing

Cloud computing is posing several challenges, such as security, fault tolerance, access interface singularity, and network constraints, both in terms of latency and bandwidth. In this scenario, the performance of communications depends both on the network fabric and its efficient support in virtualized environments, which ultimately determines the overall system performance. To solve the current network constraints in cloud services, their providers are deploying high-speed networks, such as 10 Gigabit Ethernet. This paper presents an evaluation of high-performance computing message-passing middleware on a cloud computing infrastructure, Amazon EC2 cluster compute instances, equipped with 10 Gigabit Ethernet. The analysis of the experimental results, confronted with a similar testbed, has shown the significant impact that virtualized environments still have on communication performance, which demands more efficient communication middleware support to get over the current cloud network limitations.     

用千兆网搭建企业网的网管中心设计

叙述了企业网网管中心建设的设计方案 ,介绍了企业网络管理、网络出口与内、外Internet网络设计等 ,实现了千兆网络中心交换机与ATM骨干网中心交换机的无缝连接 ,企业网的统一管理、安全管理及Internet接入等     

高性能虚拟网络VegaNet

现有网络研究的实验一般在模拟工具或原型系统上完成.然而,这些实验环境与真实网络环境总有较大的差别,主要包括没有真实用户流量、缺乏真实网络中的丰富网络事件、没有运行真正的协议栈软硬件平台等.另一方面,对于运营网络的研究,研究者经常希望分析网络事件发生前后的网络状况,例如更改拓扑或配置,注入网络故障等,显然这些措施难以在真实运营网络中实施.针对上述问题设计了一种为网络研究提供真实实验环境以及对核心网络进行模拟分析的高性能虚拟网络VegaNet(Virtual Gigabit Network).文中详细介绍了VegaNet结构模型及设计实现.目前,已完成VegaNet在CERNET2清华校园网的初步部署.实验表明,VegaNet能提供一个接近于真实网络状况的网络实验环境,并能灵活支持对核心网络的模拟分析.     

基于交换机技术构建局域网的安全策略

局域网技术已经很成熟,一般是以千兆三层交换机为核心的主流网络模型,保护着各种重要的资源服务器。本文提出了优化使用虚拟局域网、访问控制列表、端口安全等交换机技术构建局域网的安全策略。     

10GE-RapidIO网关的设计与实现

为了实现RapidIO网络和万兆以太网网络之间的高速数据通信,文章提出了10GE-RapidIO网关的设计方案,采用IP-over-RapidIO的方法即将以太网数据包封装进RapidIO数据包中实现以太网数据包在RapidIO网络中的数据传输。此网关能够高效的连接万兆以太网和RapidIO网络,实现RapidIO传输数据包和万兆以太网数据包的转换。     

千兆网络入侵防御系统高速数据包处理的研究与实现

随着千兆以太网的广泛应用和网络入侵行为的日益复杂化，其网络入侵防御系统的需求越来越迫切了，通过对网络入侵防御系统的关键技术系统分析，提出了一种新的千兆网络入侵防御系统的总体解决方案，重点描述了其高速数据包处理硬件平台的具体设计和实现技术，并详细介绍其工作流程，最后给出了这种高速数据包处理硬件平台的测试性能和结论。     

广东省气象局骨干网万兆升级设计与实施方案

随着气象事业业务的快速发展．原有的千兆网络系统的各种问题逐渐暴露．为适应广东省气象局发展需求,必须对现有的网络进行万兆升级改造。该文主要介绍广东省气象局骨干网万兆升级的设计思路与实施方案。