面向片上网络路由器FIFO故障的实时容错设计

为满足对片上网络路由器FIFO故障的实时容忍需求,设计了一种可实时检测路由器FIFO故障并对故障容忍的方法。首先建立了路由器FIFO的功能模型及故障模型,在此基础上利用测试地址在线生成法,提出了一种针对于片上网络路由器FIFO的故障实时检测算法,并提出利用FIFO重定向机制容忍FIFO故障。实验结果表明,对测试电路参数进行合理地设置,可将测试电路对路由器性能影响降到很小范围,且在故障条件下,吞吐率和延时得到较好的改善。     

IP网络可生存性模型中故障模型的构建与仿真

为优化IP网络可生存性评估方法,对可生存性模型中故障模型的构建问题进行了研究.介绍网络可生存性评估框架,对IP网络故障特性进行了分析,分别分析了故障的特征,故障对IP网络可生存性的影响以及故障的分类情况,在了解了IP网络故障特性的基础之上,给出单链路故障、路由器相关故障及光纤相关故障三种故障状态集的数学表示,并给出两种故障模型的构建方法,分别为已知每种故障占全部故障的百分比和已知每种故障发生时间间隔的统计分布情况下的故障模型构建方法,最后对两种故障模型构建方法分别进行了仿真验证,得出两种故障模型构建方法可对实际故障状态进行较精确模拟的结论.     

一种可配置双向链路的片上网络容错偏转路由器

随着CMOS工艺进入纳米时代,工艺尺寸的不断缩小增加了集成电路对瞬态故障与永久故障的敏感性.在片上网络中提供容错支持对于提高单芯片多处理器片上数据传输的可靠性至关重要.为了处理片上网络中的瞬态故障与永久故障链路,提出一种可配置双向链路的容错偏转路由器BiFTDR.相邻BiFTDR路由器之间采用一对可配置方向的双向链路互连,根据链路的故障状态和路由器的到达包信息对双向链路的方向进行动态配置,在单向链路故障的情况下不需要绕道路由即可实现容错,并且不需要路由表从而降低了路由器的硬件实现开销.模拟结果表明,在合成通信模式下,网络中包含5条和15条永久故障链路的情况下,BiFTDR路由器的包平均延迟比一种基于强化学习的容错偏转路由器分别少10%和19%;在真实应用运行踪迹通信模式下,与无故障网络的包平均延迟相比,BiFTDR路由器的性能损失不到1%.对于瞬态故障,即使在高故障率下BiFTDR路由器的性能下降程度也较小.在65nm工艺下对BiFTDR路由器进行综合,能达到500MHz的时钟频率,并且具有较小的面积和功耗开销.     

基于虚通道故障粒度划分的3D NoC容错路由器设计

深亚微米工艺下,路由器受制于制造缺陷及运行时的脆弱性,易发生虚通道(virtual channel,VC)永久性故障,从而引起通信故障,影响系统功能和性能.为了能够有效地容忍虚通道故障、保证系统性能及充分利用可用资源,将虚通道故障类型细分为粗粒度故障和细粒度故障,提出SVS(single VC sharing)路由器架构,通过将路由器端口两两分组,组内端口间实现单虚通道共享.当发生虚通道粗粒度故障时,使用组内相邻端口共享虚通道容错.当发生细粒度故障时,根据Slot State Table信息配置虚通道读/写指针的值,从而跳过故障Buffer槽实现容错.在无粗粒度故障情况下,共享虚通道还可用于负载平衡及容忍路由计算模块故障.实验结果表明:较其他已有的虚通道路由器,SVS路由器在3种不同的故障情况下均较大地降低了延时,提高了吞吐量.这表明SVS路由器可有效提高系统可靠性,保证了系统性能,充分利用了可用资源.     

端口故障粒度划分的虚通道动态分配式容错路由器设计

高可靠性是高性能片上网络路由器发展的重要方面,针对目前虚通道动态分配式路由器端口易发生故障的问题,提出了一种基于端口故障粒度划分的容错路由器设计。首先,结合虚通道动态分配方式的特殊性以及故障发生特性,建立了一种粒度划分的端口故障与拥塞预测模型;然后在此模型的基础上结合实时故障检测方法设计相关容错电路,增加邻端口共享模块,设计容错读写指针控制逻辑电路;最后依据设计的电路提出容错与拥塞缓解方案。实验结果表明,在各种端口故障模式下,该路由器均能保持较好的容错特性,性能衰减较小,并且具有较好的性能提升与面积开销比。     

应用于片上网络的容错机制

本文提出了一整套容错机制来解决片上网络通信中遇到的故障.对于暂时性故障,使用端对端的硬件重传机制;时于永久性故障,使用软硬件结合的方法进行故障的检测、诊断和修复.仿真显示,该容错机制能够比较全面的对故障进行处理.本论文还对提出的容错路由器和容错网络接口进行了硬件设计,在0.13 μm工艺下,两个通信组件的面积仅0.12 mm2和0.46 mm2,相对于没有容错功能的路由器和网络接口,面积仅增加0.145 mm2.     

面向高可靠片上网络通信的可重构路由算法

为了满足系统芯片对通信带宽的要求,片上网络正逐渐取代总线成为当前多核及众核系统的主流互连方案,然而由于芯片特征尺寸的不断减小,芯片内发生故障的概率显著增加.为了提供可靠的片上通信,提出一种低成本的可重构路由算法.该算法基于无共享边界的矩形故障模型,按照故障区与网络边界的相对位置对故障区进行分类;针对不同类型的故障区定义了具体的路由器状态更新策略;重构后的片上网络可以容忍任意数目、任意分布的路由器以及链路故障.与当前容错设计方案不同,文中算法不需要增加虚拟通道来保证网络的无死锁特性,因此具有低成本、高可靠的特性.仿真实验结果表明,文中算法适用于处理器与缓存,或缓存与缓存之间的片上通信.     

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.     

计算机网络常见问题之路由器故障

随着计算机网络技术的发展,路由器成为了不可或缺的一部分,它是网络中进行网间连接的一个关键设备,它是不同网络之间相互连接的枢纽,但是,与此同时路由器的故障也是不容易忽视的一个问题。本文研究了计算机网络中的路由器故障,从路由器的组成出发,分析了它的常见故障以及具体的解决措施,具有一定的现实意义。     

如何通过端口判断路由器网络故障

气象信息网络系统是整个气象事业的技术基础设施,在整个气象业务技术体系中起到支撑保障作用。随着气象数据信息量不断的增长,形成了巨大的数据资源体系,对网络传输能力、高性能计算、数据交换、信息共享提出了巨大的要求。因此路由器在网络中的应用也逐渐增加,通常情况下,如果路由器出现故障,将会造成旗县-市局-区局广域网瘫痪,所以迅速对路由器故障进行定位是非常必要的,通常情况下,如果路由器若出现故障,主要从线路、端口、链路方面进行故障排查,主要出现了某些物理或者配置上的错误,这里以我局使用的博达路由器7208为例,因博达路由器的串口可作同步或异步,本文涉及到串口都以s0为例。     

面向功能进化的可重构路由器体系结构研究

由于新协议和业务的不断涌现,传统路由器的刚性和封闭性导致其无法满足上层业务发展而自由演进,因此面向功能进化的开放可重构路由器是今后发展的趋势。提出了基于积木式组装机制的可重构路由器体系结构,通过基于多矢量映射的可重构机制,利用局部矢量变化实现自身功能的不断更新、添加或删除来实现路由器功能进化,从而有力支撑上层业务的演进。     

基于路由机制的变权网络路径快速生成算法

在大规模交通流仿真中,车辆个体路径生成环节存在着大量重复计算。为避免重复计算及提高车辆个体路径生成速度,将计算机网络中的路由机制引入到交通流仿真中,提出一种基于路由机制的变权网络路径快速生成算法,即把每个道路路口节点作为路由器,分解并存储原本与车关联的路径作为指路信息。仿真车辆通过访问该指路信息获取下一步行车方向,并且当路网权值发生变化时,能及时响应路网的动态变化,从而给出求实时路况下仿真车辆行驶路径的一种方法。     

基于Linux操作系统的嵌入式广域网路由器的实现

Linux操作系统现在不仅是桌面系统的宠儿,其卓越的网络系统功能和微内核设计使它在嵌入式系统的开发中也有非凡的表现。现在国产的路由器产品主要集中在接入网范围的低端路由器,但这已经表明在路由器设计技术上已经迈出了可喜的一步。文章将以科学院软件所多媒体通信与网络工程研究中心开发的基于ISDN PRI接口的广域网路由器讨论如何在Linux系统下构造路由器系统,然后通过实验分析这样开发出来的路由器的性能指标。     

用户模式下虚拟路由器的优化

网络虚拟化体系实现了在同一共享底层架构之上同时运行多个虚拟网络。然而,构建多异构网络并存的、可灵活配置的虚拟网络平台具有一定的挑战性,不仅需要减少虚拟网络之间的交互,还需要提供高速传输的网络特性。对此,提出了一种传统软件虚拟路由器优化方法,实现了用户模式中有效的数据包处理方式,以支持高速、灵活的虚拟网络。采用操作系统层虚拟化过程将物理主机分成多个虚拟机,虚拟路由的数据处理过程在独立的虚拟机中运行,以确保路由处理的安全配置;同时,采用一种优化的用户模式中数据包处理机制,实现了虚拟路由器的高速传输。实验结果证明,该设计中的虚拟路由与传统用户模式中的软件路由器相比,其传输速率提高了3倍以上。     

Control performance‐based fault detection and fault‐tolerant control schemes for a class of nonlinear systems

The objective of this paper is to develop performance‐based fault detection (FD) and fault‐tolerant control (FTC) schemes for a class of nonlinear systems. To this end, the representation forms of nonlinear systems with faults and the controller parameterization forms are studied first with the aid of the nonlinear factorization technique. Then, based on the stable kernel representation and the stable image representation of the faulty nonlinear system, the stability performance of the closed‐loop system is addressed, respectively. The so‐called fault‐tolerant margin is defined to evaluate the system fault‐tolerant ability. On this basis, two performance‐based FD schemes are developed aiming at detecting the system performance degradation caused by system faults. Furthermore, to recover the system stability performance, two performance‐based FTC strategies are proposed based on the information provided by the FD unit. In the end, a numerical example and a case study on the three‐tank system are given to demonstrate the proposed results.     

基于隧道模式IPSec的NAT穿越

阐述了IPSec和NAT的原理,分析了在NAT下应用IPSec可能出现的问题,提出了应用ESP隧道模式解决NAT穿越的方法,阐述在路由器上如何配置.     

CSCW网络安全问题探讨

该文从不同角度探讨ＣＳＣＷ系统的网络安全问题。分析ＣＳＣＷ网络安全策略;简述Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网上常用的基于路由器及路由协议、ＲＡＤＩＵＳ（ＲｅｍｏｔｅＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＤｉａｌＩｎＵｓｅｒＳｅｒｖｉｃｅ）、身份认证（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）、访问控制（ＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｍｌ）、加密（Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ）、代理服务器（ＰｒｏｘｙＳｅｒｖｅｒ）、Ｗｅｂ服务器的安全机制、虚拟局域网ＶＬＡＮ（ＶｉｒｔｕａｌＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）技术、网络管理及检测等提高网络性能和安全的重要技术;最后,给出一个可供参考的广域ＣＳＣＷ系统的网络结构及安全管理机制。     

并行数据包采集代理系统中的故障检测与恢复

在基于网络的IDS中，并行多采集代理技术可以有效地降低系统丢包率，但这种并行结构也造成了系统的可靠性下降。为了提高系组统可靠性．给出了并行采集代理的故障模型，针对并行采集代理中包选择算法的特点和并行采集所应用的环境，提出了基于检测代理和基于故障状态广播的两种故障检测与恢复模型，并分析了两者各自的优势和适用范围。最后定量给出了系统性能和可靠性之间的关系     

一种基于中间件的容错系统的研究与设计

随着硬件容错技术的成熟,软件容错技术成为提高系统可靠性的热点问题。直接开发容错应用是非常困难的,鉴于中间件为应用系统提供了良好的开发环境,该文研究和设计了一个基于中间件的容错系统模型,提出了一种新的节点容错结构构造方法,为解决冗余、失效检测和恢复等容错的关键技术问题形成了一套较完整的解决方案。采用马尔科夫过程求出系统的可靠度,验证了系统设计的合理性和可靠性。     

一类基于类别区分的多重故障诊断模型框架

多重故障诊断是故障诊断和容错控制技术中的重难点问题.本文关注数据驱动故障诊断,以基于知识的方法为基本思路,按照故障表现及征兆的组合形式分析了多重故障和征兆之间的映射关系,将多重故障诊断转化为一类由各个组成故障对应于征兆数据集合的类划分问题.在已有应用于故障诊断的分类和聚类方法的基础上,分析了4种基于类别区分的多重故障诊断模型框架.并讨论了其优缺点和适用的类别区分算法.