虚拟可扩展路由器架构的研究

路由器是组成计算机网络的实现中采用的一部分特殊技术作了深入的考察与分析.从中可以看出VERA是一种具有良好可扩展性的软件路由器架构,具有很好的应用前景和研究价值.     

一种用于高效报文捕获引擎的异步算法

随着网络速度的增加,作为网络监测底层设施的报文捕获引擎暴露出性能上的不足.首先建立了报文接收的模型,分析了报文捕获的主要性能瓶颈--数据拷贝和上下文切换.为了避免上下文切换,提出了一种异步算法,称为"非对称剥夺条件下的追赶算法",它解决了临界段互斥访问的问题,并可以充分发挥异步工作的效率优势.模型分析和测试表明,基于这种算法设计和实现的报文捕获引擎可以大大减少上下文切换次数,具有很高的性能.     

路由器可扩展技术研究

针对目前网络对于路由器可扩展性的需求,详细介绍了与路由器可扩展性相关的几种关键技术。主要包括路由器交换容量扩展技术、路由器交换端口速率扩展技术、多协议高速转发可扩展技术等,深入分析这些技术的特点,并提出路由器交换容量、交换端口数目、端口速率以及多协议高速转发扩展的实现方案。     

片上网络中低延时可扩展的路由器结构设计

为了满足片上网络中路由器能同时支持多个IP核的要求,并同时具有较好的延时性能,设计了一种分布式路由和仲裁的路由器结构。其中的仲裁模块根据当前路由器各输入端口的请求状态和下一路由器相应输入端口缓冲器的状态进行仲裁,此仲裁方法提高了数据包传输的成功率,从而降低了传输延时,使路由器具有良好的延时性能,同时仿真结果表明:该路由器在面积开销方面具有良好的可扩展性。     

基于Hash函数的报文鉴别方法

基于当前网络通信中对报文鉴别码(MAC)的需求,介绍了Hash函数在密码学上的安全性质,分析了Hash函数在报文鉴别中的应用和针对Hash函数的主要攻击。在此基础之上,提出一种基于Hash函数的报文鉴别码——伪报文鉴别码(PMAC)。利用当前现有的Hash函数来构造MAC,而不改变原有的Hash函数的内部结构。在没有利用任何现有加密算法的基础上,仅应用一个密钥不仅对报文提供了鉴别,而且也提供了机密性。对该伪报文鉴别算法的安全性进行了初步分析。     

路由器IP报文的重组和调度

提出了一种支持IP报文重组的交换开关结构Pipe，以及Pipe结构下报文的公平调度算法和贪娈调度算法，并推导出这两种算法需要的报文重组缓冲区大小和重组延时上限。介绍了用FPGA实现的Pipe输出端口控制器，并已在银河玉衡9108核心路由器中成功使用。     

基于HCM的可扩展路由器体系结构MER

本文提出了基于层次化协同模型的多维可扩展路由器MER。参考Open Router路由器模型,利用层次化协同模型实现了独立于数据层的控制平台CSP,奠定了开放控制的基础;基于功能插件和抽象插件构造了基于插件的路由器抽象层PRA,分离了控制与转发平面,支持路由器转发平面功能的动态扩展;并举例说明了MER中高效的网络应用控制路由选择机制,体现了直接控制原理,有助于设计更为复杂的控制策略。模拟结果表明,MER具有良好的扩展性,支持网络应用直接控制,为控制平面智能化奠定基础。     

可扩展路由器

对可扩展路由器的研究现状进行了综述,并在可扩展路由器体系结构和模型研究的基础上提出其分层模型,将可扩展路由器"自底向顶"地划分为互连结构和数据交换层,路由查找层、标准接口层、分布式操作系统层、分布式路由行为层和单映像管理层6层,并综述了每层的研究进展.最后进行了总结并分析了当前可扩展路由器发展的难点.     

RTAI下的网络报文捕获平台

针对传统报文捕获机制中内存拷贝冗余、中断处理及上下文切换频繁等弊端,提出在用户空间控制报文传输的思想,采用实时Linux内核及零拷贝思想对网卡驱动进行改造。捕包平台在捕获64 Byte及1 500 Byte的报文时,吞吐量分别达到了473 Mb/s和943 Mb/s,实验结果证明,与传统报文捕获平台相比,新平台的性能有显著提高。     

利用直连网络实现可扩展路由器

Internet的迅速发展直接表现为用户流量的迅速增长,这就要求路由器必须提供更大的容量.传统的路由器由线卡和集中式交换网络构成.集中式交换网络只能支持有限的端口数目,而且随着端口数目的增加,调度算法也变得越来越复杂,所以交换网络正成为整个路由器的性能瓶颈.集中式交换网络还是路由器的单一失效点,无法提供令人满意的容错性能.直连网络具有良好的扩展性和容错性.其中,3-D Torus拓扑结构已被成功应用到可扩展路由器的设计当中.但是在实际应用中,3-D Torus结构受到等分带宽的约束,限制了扩展规模.介绍了一种新型的直连网络结构,称为蜂巢式结构.将对蜂巢结构作简单的改动,修改后的拓扑表现出很好的拓扑属性.基于该结构,提出了两类最短路径路由算法.其中,负载均衡的最短路径路由算法较好地利用了直连网络路径多样性的特点,针对均匀随机和Tornado两种类型的流量都表现出较低的分组延时和较高的吞吐量.另就队列长度和单节点调度算法等方面对路由算法的影响进行了讨论.蜂巢结构为可扩展路由器的设计提供了新的选择.     

路由芯片中的微流水设计

微流水技术是异步电路中实现流水线设计的有效方法，而路由芯片是高速通信网络中的重要硬件部件。文中首先介绍了微流水设计的基本结构和控制，然后介绍了采用 洞机制的路由芯片的工作机理，并给出了利用微流水实现ＡＳＩＣ路由芯片的具体应用，该芯片达到了简单、高效、可靠的设计目标，文中的最后还给出了在线较复杂的电路系统中实现微流水所需要进一步研究的问题。     

一个主动式路由器操作系统:AOSR

主动式网络（ａｃｔｉｖｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）是为解决当前网络基础设施适应性及灵活性差、服务更新困难提出的一种全新的网络概念。它是一种可编程的计算机网络。用户可以通过在网络节点运行自己的定制程序,不实现对“流”经它的用户数据的“特别”处理,文中提出并设计了一个新的路由器操作系统,即主动式路由器操作系统ＡＯＳＲ。它以最大限度地满足用户服务质量和提高系统资源利用率为目标,能在高速、安全地转发数据包的同时,     

一种区分服务边缘路由器解决方案及其在Linux内核中的实现

区分服务体系结构的提出为在因特网上有效的，可扩展的实现不同业务 的区分对待奠定了基础。本文首先介绍了一种全新的区分服务边缘路由器解决方案，然后讨论了这种解决方案在Linux内核中的实现，最后通过一系列实验结果阐明了这种解决方案能够基本满足区分服务路由器的要求。     

液滴全息图像处理系统结构设计

本文论述了液滴全息图像处理系统结构的基本思想以及硬件系统的设计，对有关抑制噪声、提高处理精度、加快处理速度也进行了讨论。通过行程编码器和步进电机三维驱动器的研制以及光、电、机结合的系统调试，验证了总体方案和系统结构的设计思想。本系统具有功能齐全、方案合理、性能可靠等优点。     

一个高效完全自适应路由器的设计

路由器在大规模并行处理机（MPP）系统中对互连网络通信性能和系统性能的发挥起着关键作用。根据全自适应路由算法BNP设计框架,给出Mesh上一类基于BNP的全自适应路由算法BBFAM（thBNR-based fully adaptive algorithms on mesh);同时提出并采用动态优先级流控,“自由度”通道选择策略,设计了一个基于BNR,简洁,低代价的高效完全自适应路由器BFR（the BNR-based fully adaptive router),并采用Aletera CPLD器件构造了原型系统。     

面向机群路由器的ForCES协议实现技术研究

在对机群路由器和ForES协议进行分析研究的基础上，提出了协议实现的总体框架，并对协议实现的关键技术进行了深入地分析。同时，设计和实现了一套开放智能控制平台原型系统，并在该平台上实现了ForES协议。     

基于通用宽带路由器的OpenFlow交换机设计

基于OpenFlow协议的软件定义网络离不开控制器与OpenFlow交换机。然而,支持OpenFlow协议的交换机异常昂贵且难于获得。为了方便地获得支持OpenFlow协议的交换机,介绍一种基于通用宽带路由器的OpenFlow交换机设计。该设计可以仅用市场上常见的通用宽带路由器以及开源Linux软件构建出一款完整支持OpenFlow协议的交换机。实验结果显示,该设计以可接受的性能实现现阶段OpenFlow协议的所有功能。     

开放对象结构的规范化

开放对象模型是一个依循环辨证法并按系统论观察世界，同时集成ＡＩ，ＯＯ和ＤＢ三个领域知识，具有自组织，自我进化能力的智能模型，本文采用有向图可视化它的结构，并形式地讨论它的一般结构：标记有向图以及特殊结构树图和分级图等。     

一种新的确定性包标记IP追踪算法的研究

目前的IP追踪都是基于反向完整路径追踪,反向完整路径追踪需要ISP的配合,而要取得所有的ISP的配合是一件困难的事情,在这这里提出一种新的基于确定性包标记技术的IP追踪算法,这种实现需要很少的带宽和处理的花费,可以追踪由单个数据包产生的DOS攻击,而且不需揭示网络拓扑的内在结构。     

建立三维分子结构检索系统的总体设计

简要介绍了一个比较完备的三维分子结构检索系统，它包括三维结构数据的集成、数据更新、全结构和子结构检索、药效团检索等功能。它是分子设计的一个有力的工具。