固定组成员的应用层组播树不稳定问题

传统的组播树稳定性研究一般都是基于组播成员的动态变化的.但在应用层组播中,由于组播树的组成节点是应用层的端系统节点,组播成员可以通过欺骗以企图在组播树上占据更有利的位置,从而在组播成员不变时也会造成组播树的不稳定.本文建立了应用层组播节点的欺骗模型,并讨论了在固定组成员的情况下,节点欺骗引起的组播树不稳定问题.模拟实验结果表明,节点欺骗对应用层组播树的稳定性有极大的负面影响.     

基于链路状态的多约束路由预计算算法

作为下一代高速网络的核心问题之一,多约束的服务质量路由(QoSR)至今尚无有效算法,为此基于线性能量函数设计了预计算算法MEFPA.该算法将每个QoS度量的重要性均匀分成若干个等级,从而在多维QoS度量空间中构造出多个均匀分布的线性能量函数;算法通过能量函数将QoS链路状态转化成单一能量值,再使用Dijkstra算法计算最小能量树,最终产生QoS路由表.文章分析了多约束下的线性能量函数对算法性能的影响,给出了判定多维空间中QoS约束的可行区域和不可行区域的方法,最后基于这些理论为多约束QoSR问题给出了预计算算法.广泛深入的实验结果表明,高可扩展性、高性能、易实现的预计算算法MEFPA是一种值得在下一代网络中考虑的路由算法.     

面向应用适应能力的互联网体系结构评估方法

互联网体系结构的演进已经成为学术界和工业界的共识,面向现有体系结构存在问题的修补策略以及基于各种思路的新的体系结构方案不断被提出,但得到大众认可并得到应用的少之又少.如何评估这些策略和方案是否符合互联网体系结构发展的需求成为当前急需解决的一个重要问题.现有的评估工作大多从用户或者ISP的效益出发对互联网体系结构的竞争力和演化趋势进行评估,它们并不考虑应用类型变化对互联网体系结构发展的影响.文中从应用的角度出发,立足于体系结构本身,提出了一种面向应用适应能力的体系结构评估方法,并构建了相应的评估模型2ACT(Application Adaptation CapaciTy),该方法以体系结构的服务适应性(Service AdapTability)及经济适应性(Economic AdapTability)为基础进行建模,以量化应用数据类型变化、应用部署开销对互联网体系结构发展的影响.该方法不但可用于评估体系结构自身的发展趋势,也可用于对体系结构中各种协议或机制的发展能力进行评估.针对当前多媒体数据流量剧增的现象,文中对两种适于多媒体数据应用的机制(In-network内容缓存机制和IP组播协议)进行了评估,结果发现这两种理论上具有优势的协议需在一定的限制条件下部署才能发挥其优势.用户或ISP可以结合自身的应用需求,根据2ACT模型的评估结果,选择相应的体系结构或者协议进行部署.     

复杂网络协议的实验设计

计算机网络实验教学是计算机网络教学中非常重要的组成部分。复杂网络协议由于其协议状态机变换复杂,往往成为计算机网络实验教学中的实验设计难点。本文以IPSec协议为例,提出了复杂网络协议实验实现框架,设计了复杂网络协议实验的开发方法。     

可编程路由器中基于缓冲队列长度阈值的处理器调度

可编程路由器除了转发IP分组之外,还需要执行计算任务.如何调度可编程路由器中CPU的处理能力是一个需要解决的重要问题.本文首先建立了一种通用的可编程路由器软件体系结构,在此基础上,提出了一种基于缓冲队列长度阈值的CPU调度算法,采用随机Petri网对算法进行了模型分析和计算.结果表明,该调度算法可以同时保证可编程路由器中的尽力发送流和QoS流的计算需求.     

通用路由器软件体系结构研究综述

随着Internet的发展,新的网络协议和对原有协议的扩展不断出现,除了转发分组之外,路由器还应该提供一些新的服务：如集成服务和区分服务;增强的路由能力;安全功能和包过滤;拥塞控制和对新的核心协议（如Ipvs）的支持等等。与此同时,人们还要求路由器具有一定的智能,这就对路由器的软件体系结构及其可扩展性和可编程性提出了新的要求。传统的基于主机操作系统的路由器已经不有满足网络技术发展的需要。文章全面综述了目前在路由器软件体系结构研究方面的最新进展和主要的研究型路由器操作系统。最后指出了该领域中尚等解决的问题。     

PIM-SM协议的建模与改进

PIM-SM(protoc01-independent multicast-dense mode)协议是目前Internet首选的域内组播路由协议.影响其广泛应用的一个主要问题是该协议的控制报文负载比较大.为了对协议进行改进和优化,首先需要建立性能模型并进行准确的性能分析.利用随机Petri网(stochastic Petri net,简称SPN)模型对整个PIM-SM复杂的协议行为进行了建模,并在其SPN模型的基础上,结合路由器的实现,对协议中每种消息消耗的路由器处理负载和占用的网络带宽进行了分析和实验,发现Register消息和Join/Prune消息消耗的路由器处理负载比较多,而Join/Prune消息和Bootstrap消息占用的网络带宽比较大.根据性能分析的结论对PIM-SM协议进行了改进.与原来的协议相比,改进后的协议性能明显提高.     

域间流量工程研究综述

作为主要的运行网络性能优化技术，流量工程（Traffic Engineering，TE）已经在由单个服务提供商ISP管理的Internet的自治域之内得到了实际和广泛的应用．但是如何在自治域之间应用流量工程技术以改善整个Internet的性能，目前还没有形成系统完整的解决方案和实施规范．本文全面综述了当前Internet域间流量工程技术的研究进展．首先简单介绍了域内流量工程的方案，总结了域问流量工程领域研究的主要难点问题．重点介绍了目前域间流量工程的主要解决方案，包括基于传统路由协议BGP的方案和基于MPLS的方案，讨论了这两种方案各自的优缺点．最后讨论了可能的进一步研究方向．     

面向分布式路由协议的跨越IPv6网络的IPv4自动隧道

随着中国下一代互联网示范项目的实施，IPv6骨干网已经建成并逐步走向实用，出现了大规模复杂的IPv4网络通过IPv6骨干网互连的需求．但是目前没有一种自动隧道机制能够满足这种复杂的路由和分组传播需求．本文提出了4t06自动隧道机制，该过渡机制通过自动发现、分层建连的特性能够在IPv6网络上为IPv4路由协议建立起一个层次清晰的虚链路拓扑，为路由信息传播提供保障．并且，其分组按照标准的过程进行路由查找和转发，在IPv4／v6边界处对IPv4分组做适当的封装以及解封装的操作，从而实现IPv4网络通过IPv6骨干网互连．文章对4t06隧道机制进行了深入分析，系统实现以及实际测试结果表明，该机制能够在IPv6／IPv4大规模骨干网络之间复杂互联环境下，实现面向路由协议的基于高速IPv6骨干网的IPv4网络互联互通     

高性能路由操作系统HEROS的 设计与实现

实时分布式操作系统是高性能分布式路由器的控制核心，为了保证路由器 系统的整体性能和安全性，本文设计并实现了实时分布式操作系统HEROS（Highly Efficient Router Operating System).HEROS基于微内核体系结构，其多任务内核实现 了基于优先级的抢行式调度、高效率的任务间同步和通信原语，实时的中断处理和高效的管理机制，为了更好地服务于分布式路由器体系结构，HEROS基于CompactPCI总线实现了一种分布式通信机制和 面向网络协议的高性能的缓冲管理机制。目前，基于HEROS的高性能安全路由器原型系统已经设计完成。