基于VxWorks的10G线路接口卡板级软件的设计

文章依据国家863重大专项T比特路由器的研制,提出了基于10Gbps线路接口卡硬件的软件设计方案,并在VxWorks操作系统的支持下实现了该方案。同时对VxWorks下的内存管理进行了裁剪,添加了自己设计的内存管理算法。测试结果表明,该方案能够满足T比特路由器10Gbps线路接口板的需求。     

核心路由器千兆以太网线卡输入数据的分路设计与实现

千兆以太网线路接口卡是高速路由器中实现与外部链路连接的重要模块,本文介绍了其主要功能,给出一种基于FPGA和CAM实现的输入报文数据流分路处理方案和CAM维护软件的设计方法。测试结果表明,该设计方案可以很好地实现对10端口千兆以太网接口线速处理的支持。     

核心路由器千兆以太网线卡输入数据的分路设计与实现

千兆以太网线路接口卡是高速路由器中实现与外部链路连接的重要模块,本文介绍了其主要功能,给出一种基于FPGA和CAM实现的输入报文数据流分路处理方案和CAM维护软件的设计方法.测试结果表明,该设计方案可以很好地实现对10端口千兆以太网接口线速处理的支持.     

基于FPGA实现的10Gbps高速转发引擎设计分析

高速特发引擎的设计是T比特路由器设计中的关键和难点,本文围绕传输带宽需求、查表时间需求和包头处理时间需求以及器件水平等方面对基于FPGA实现的10Gbps高速转发引擎进行了详细的分析,讨论了高速转发引擎各功能模块的设计可行性,并给出了一种可行的实现方案。     

适用网吧的路由器

PC数量不足100台的网吧BDCOM 1721、1750路由器 此类网吧由于成本所限,可考虑采用BDCOM 1750路由器,加配WIC-2ETH接口卡。这种配置,可提高两个运营商线路的接入。如果采用单一线路接入,可以选择BDCOM 1721路由器。这款路由器在网络环境中,拥有较高的性价比。PC数量在100～500台的网吧BDCOM 2621路由器 此款路由器内置了2个10/100M快速以太网口,只需要再加配1个WIC-1ETH接口卡,就可满足两个运营商线路的接入和极高的转发率。如果300～500台规模的网吧在选择运营商接入线路时,仍然只选择了两条线路,那么也可采用BDCOM 2621…     

高性能IPv4/v6双栈路由器邻居表管理设计与实现

T比特路由器是IPv4/v6双协议栈路由器,因此邻居表的管理分别包括对Lirux内核空间和用户空间的IPv4/v6两种邻居表的管理.本文给出了一种利用Linux操作系统内核中提供的Netlink通信机制实现邻居表管理的方案,方案分析和功能测试的结果表明,该方案可以对T比特路由器中的IPv4/v6双协议栈邻居表进行有效管理.     

EMD 10G线路接口卡的硬件设计与实现

针对现有网络接入设备难以满足流媒体等新业务要求的问题,深入研究了EMD(扩展用分复用单元)10G线路接口卡的功能与结构,并针对上行数据流的合路问题提出了基于FPGA的WDRR(加权欠账轮询)算法,该算法在不过度改变计算复杂度的情况下,使得时延性能得到改善;针对超宽表项的1920位组播查表问题,提出了FPGA+TCAM+2~*SRAM的组播流水线查表,与传统的查表方案相比,其效率提高了67%。最后通过仿真,测试表明该硬件设计方案能够满足ACR路由器对EMD 10G线路接口卡的要求。     

T比特路由器高速转发引擎的设计与实现

设计并实现了T比特路由器中的转发引擎模块，该模块采用基于子模块处理器的并行转发结构，基于FPGA的并行流水线处理技术，结合分段查表算法，实现了10GPOS接171，IPv4／v6双协议栈的线速转发。试验测试表明该引擎能高效、稳定地达到设计目标，充分满足T比特路由器的整体需求。     

基于前缀范围对分搜索的高性能路由查找

高端路由器路由查找大多采用单步TCAM方案．要求转发表的存储必须按前缀长度相对地址降序排列，这种与地址关联的排序操作影响表项的更新速度和路由查找流程的连续性．与已有对前缀长度的搜索不同，该文提出一种独特的基于前缀范围对分搜索的路由查找算法．并以多步TCAM实现流水查找．突出特点是转发表无需排序，表项更新快，查找速率高且连续性好。可满足IPv4／IPv6核心路由器OC-768(40Gbps)端口的线速率转发．     

思科新品亮相新世纪

值千年之初,思科系统公司向业界隆重推出Cisco12000太比特系统。该系统是确保服务提供商IP基础设施充分扩展性的里程碑式体系结构,它将IP基础设施的可扩展能力提高到5Tbps,在业界率先配备了10Gbps的OC192c/STM64接口,可提供前所未有的可扩展性能。思科12016千兆交换路由器是思科12000太比特系统的基础。     

基于LSOT的高速IP路由查找算法

由于因特网速度不断提高、网络流量不断增加、路由表规模不断扩大，IP路由查找已经成为制约路由器性能的重要原因，因而受到广泛重视。目前人们已经提出几种算法用于解决IP路由查找问题，但均不能完全满足核心路由器的要求。该文提出一种基于LSOT的IP路由查找方法，它使用可变大小段表和偏移量表，能适应SRAM和FPGA芯片内存储器容量的变化，具有查找速度高、更新时间快、存储代价低、易于实现等特点，使用FPGA设计能满足10Gbps端口速率核心路由器环境的要求，使用ASIC设计能满足40Gbps端口速率核心路由器环境的要求。     

路由查找算法研究综述

随着Internet的迅猛发展,用于主干网络互联的核心路由器的接口速率已经达到了2.5Gbps～10Gbps.这一速率要求核心路由器每秒能够转发几百万乃至上千万个以上的分组.分组转发的重要一步就是查找路由表,因此快速的路由查找算法是实现高速分组转发的关键.路由查找需要实现最长前缀匹配.近年来,研究人员提出了多种路由查找算法,以提高查找性能.分析了路由查找问题及其难点,全面综述了各种查找算法,并对它们进行了详细的分析和比较,最后指出了进一步的研究方向.     

超高速转发引擎的并行流水线设计与实现

Internet的飞速发展要求将来的核心路由器具有超高速的转发能力,路由器设计的难点之一就是超高速转发引擎的设计,文章给出了一种超高速转发引擎的并行机制流水线设计方案,并给出了基于该思想的详细实现,测试结果表明依据该方案实现的转发引擎达到了10Gbps的转发处理能力。     

An address configuration protocol for 6LoWPAN wireless sensor networks based on PDAD

In a wireless sensor network (WSN), data collected by a sensor node need to be associated with location information in order to support real-world applications. Taking the WSN characteristics into account, this paper proposes an address configuration scheme based on location information and passive duplicate address detection (PDAD). In this scheme, the network architecture based on location information is presented, and based on this architecture the address initialization algorithm and address maintenance algorithm are proposed. The address initialization algorithm is performed once the network starts, and it is made up of the initialization address configuration sub-algorithm (IAC) and the initialization location PDAD sub-algorithm (ILPDAD). The address maintenance algorithm is performed after the initialization algorithm is complete, and it is composed of the maintenance address configuration sub-algorithm (MAC) and the maintenance location PDAD sub-algorithm (MLPDAD). During the address initialization process (address maintenance process), a new node first uses IAC (MAC) to obtain an address and then performs ILPDAD (MLPDAD) to ensure the address uniqueness. Since beacon frames are employed to achieve IAC (MAC) and ILPDAD (MLPDAD), the address configuration cost and delay are reduced. Moreover, IAC (MAC) is based on location information and ILPDAD (MLPDAD) is based on PDAD, so there are always the sufficient address resources for address configuration without address reclamation. In this way, the extra cost and delay caused by both the address reclamation and the address configuration failure are avoided. This paper evaluates the performance of this scheme, and the data results show that this scheme effectively reduces the address configuration delay and cost.     

基于二分搜索Trie的IPv4/IPv6路由快速查找算法

提出了一种独特的基于前缀长度二分搜索Trie的IP路由查找算法，融合了基于前缀长度的二分查找算法和基于Trie的查找算法的优点，采用部分IP地址作为索引，避免了使用Hash函数，提高了路由查找速度和表项更新速度；支持路由表的动态更新；算法扩展性好，可满足IPV4和IPV6两种协议栈的OC-48(25Gbps)、OC-192(10Gbps)接口的线速路由查找。     

基于FPGA的万兆以太网UDP_IP硬件协议栈设计与实现

针对传统基于软件的协议栈无法满足高速数据传输处理需求的问题,提出了一种基于硬件加速的UDP协议栈设计方案,该方案基于硬件高效并行的特点,实现了UDP/IP协议栈,满足了万兆以太网数据高带宽传输的需求通过实际测试表明,该设计最高可以达到9.32 Gbps传输速率,满足10 Gbps带宽下线速处理的需求,与传统软件实现相比,处理能力更接近理论极限。     

基于HASH-TCAM算法的高速模式匹配研究*

针对基于硬件的模式匹配算法处理长模式串时吞吐率不高的问题,提出了基于将哈希压缩与TCAM查表相结合的算法——HASH-TCAM算法。通过哈希算法将待匹配的关键字预处理,减少其长度,解决了40 Gbps线速下的长模式串匹配问题,并通过40 Gbps测试仪验证了该算法的可行性。分析表明,该算法在查询的固定关键字长度为72 Byte,模式集数目为5000,哈希压缩后地址的编码宽度为46 bit时,模式识别模块以牺牲冲突的代价实现了51.2 Gbps的吞吐率,可以满足40 Gbps链路中DPI算法的逐包线速的需求     

千兆以太网技术在校园网中的应用

千兆以太网是相当成功的10Mbps以太网和100Mbps快速以太网连接标准的扩展，能为网络主干提供lGbps的带宽，充分满足教育领域的需要。湖北省税务学校采用千兆以太网构建本校的校园网，并根据实际需要，设计了一款经济实用的方案。