“包-电路交换”片上路由器设计与实现

在片上网络(NoC)设计中,片上路由器的优劣将直接影响整个NoC系统的性能.文中综合考虑了包交换方式和电路交换方式的优缺点,采用"包-电路交换"方式,设计并实现了一种低硬件资源消耗、高性能的"包-电路交换"片上路由器.     

一种环形Buffer自适应NoC路由器设计

在片上网络(Network-on-Chip,NoC)系统中,对路由器缓存进行有效的设计及管理,能够有效提高系统多方面的性能.设计了一种环形缓冲结构的自适应路由器,该路由器中所有通道的缓冲资源相互连接形成一个封闭的环,繁忙的输入通道能够共享其他通道的空闲缓冲资源.2D Mesh网络中的实验结果表明,环形缓冲结构的路由器与传统路由器相比,能量消耗得到了降低,缓冲使用缩小了5倍.此外,大量的仿真研究表明,该路由器结构提高了网络性能,减少了平均信息延时.     

MPLS交换路由器的设计与实现

MPLS是目前Internet核心网上最看好的技术，基于Crossbar的高速交换技术的发展也很快，但是如何实现2种技术的有机结合以到达最优的性能却有一系列问题需要考虑。本文结合某MPLS路由器的设计项目，综合考虑了当前MPLS的标准以及有关交换结构的最新技术，对实现MPLS交换路由器进行了深入研究，并详细探讨了高速接口、排除和调度以及Crossbar等关键模块的设计和实现方案。     

基于流水式电路交换的混合容错路由算法

随着芯片集成度的提高和IP核的增多,片上网络（NOC）已成为片上系统[1]（soc）芯片设计的重点。当节点和链路由于网络规模的增大从而导致故障率大大增加,这样,运用容错技术提高系统的可靠性就成为NOC的设计重点.本文在对PCS的研究基础上,基于2D-mesh拓扑结构,提出了一种基于流水式电路交换机制（PCS）改进型的容错路由算法,并在OPNET仿真平台对其进行了仿真和性能分析。     

NoC系统设计的研究

片上网络研究涉及从物理设计到体系结构、系统应用、设计方法和工具等诸多方面.文中从系统结构的角度总结了片上网络设计的一些主要研究内容和NoC技术研究发展方向.     

基于包-电路交换的片上网络回退转向路由算法

采用包-电路交换的片上路由器,链路的建立通过发送请求包完成,而数据的传输则采用电路形式。传统的路由算法已经不能很好地适应基于包-电路交换的片上网络(NoC)新特性。该文根据包-电路交换的NoC的特点,提出了一种新的路由算法回退转向(RT)路由算法,以改善NoC性能。实验结果表明,与动态XY路由算法相比,回退转向路由算法使得网络平均吞吐量和平均包延迟最大分别改善26.7%和11.6%。     

基于加权轮询仲裁的NoC容错路由设计

针对片上网络(Network on Chip,NoC)中由于通信量增大而出现的拥塞问题,提出了一种加权轮询仲裁策略。对在传输方向上剩余跳数较少且其端口负载量较大的报文请求赋予较高的权重值,权重值高的请求优先传输,其占用的网络资源得以尽快释放,减少网络中总的报文数目,缓解网络拥塞。同时,采用具有容错功能的自适应路由算法,构建了一套完整的算法执行方案。介绍了NoC路由器关键模块的设计,给出相应的仿真结果。实验结果表明,在网络通信量较大时,本文路由方案在平均包延时性能方面相较于采用普通轮询仲裁路由具有明显优势。     

电路交换域数据采集系统的FPGA设计

随着大数据应用的发展,从电路交换域获取数据也是丰富海量数据库的一个重要途径。为了提高电路交换域数据采集的效率,丰富采集手段,结合电路交换域数据通信的特点以及数据组包的要求,提出了一种基于FPGA实现电路交换域数据采集的设计方案,给出了FPGA的数据采集模型,并对该模型的组成模块进行了详细阐述,实现了数据从电路交换域到分组交换域的自动转换。测试结果表明,该数据采集系统丰富了时分复用线路数据采集的效率,实现了预期的功能。     

一种低延时片上网络路由器的设计与实现

通过分析流水线结构和单周期结构的片上网络路由器,提出了一种低延时片上网络路由器的设计,并在SMIC0.13um Mixed-signal/RF 1.2V/3.3V工艺进行流片验证。芯片测试结果表明,该路由器可以在300 MHz时钟频率下工作,并且在相同负载下,与其他结构的路由器相比较,其能够在较低延时下完成数据包传送功能。     

基于FPGA的NoC路由节点的设计

在对NoC设计技术进行研究的基础上,建立满足要求的NoC路由节点模型,该模型采用规则的2D-Mesh拓扑结构,基于虚通道技术的虫洞数据交换方式以及无死锁的确定性XY维路由算法实现.用硬件描述语言Veril-og完成各部分的功能设计,在ModeSim仿真软件下进行功能仿真,并且在基于FPGA的NoC系统上实现了路由节点的功能.     

基于网络处理器的安全路由器设计和实现

路由器如何在保证转发性能的前提下提供网络安全保证已经成为当前的研究热点.介绍了基于IXP1200网络处理器的安全路由器的设计和实现方案.该系统在网络处理器处理分组快速灵活的特点上集成了防火墙、带宽处理和策略处理等功能,在保证系统高度安全性的同时,还保证了转发性能.     

连接圭从IP核的片上网络路由器结构

随着单个芯片上集成的元器件数目不断增加,功耗问题也变得越来越突出。片上网络虽然能够从理论上解决传统总线结构带来的种种问题,但其功耗问题在某些具体应用中却变成了关键的制约因素。路由器作为片上网络的核心部件,其结构直接影响片上网络的性能。路由器的功耗问题已经成为片上网络领域一个热点问题。本文运用最优化理论对连接主从IP核的片上网络路由器结构进行优化设计,并运用路由器的功耗模型对功耗问题进行了分析。最后运用OPNET仿真软件对路由器的交换机制和路由算法进行分析对比,得出最终结论。     

并行处理的IPv6控制路由器快路径结构实现

提出了一种适用于IPv6路由器的快路径结构.采用NoC结构作为并行处理的基本通信设施,利用其可扩展性及高通信效率的特点,设计实现了包括预处理、输入队列、数据包处理和片上网络四部分的快路径结构,从而实现了分布式IP地址查找与并行IP包交换相融合的并行IP报文处理.测试表明该结构解决了IP路由查找方面的可扩展性差、查找延时大等瓶颈问题,而且在一个NoC结构之上同时实现了并行IP包交换,极大提高交换效率,节省硬件资源.     

基于SNMP的路由器流量监控系统的设计与实现

介绍了基于SNMP的路由器流量监控系统的设计及实现原理：利用SNMP的GetRequest报文，不断读取路由器中Interfaces组对象的值，从而获得路由器的原始流量，然后利用自己设计的流量统计算法对原始流量进行处理，并把处理后的结果存入后端数据库中；设置路由器闲限流量，当某时刻路由器流量超出阚限流量时，产生报警。该系统采用纯JAVA语言实现，具有良好的可移植性。     

计算机与路由器同步开关装置的设计与制作

为了节约电能,延长路由器使用寿命,设计一种办公室用计算机与路由器同步开关的装置,只要有一台计算机开机,就能自动打开路由器工作电源,最后一台计算机关机,又能自动关闭路由器电源。此设计利用计算机双绞线中四根备用线中的其中两根,引出计算机USB接口的5V电源控制继电器吸合,从而控制路由器开关,实现路由器与计算机工作同步。     

Tbit路由器双协议栈的设计与实现

由于技术的进步和网络的日益复杂,网络路由技术发展迅速.自主研制开发国产高性能路由器在经济上、技术上以及安全上都具有重大的理论和现实意义.以实际的工作为背景,对于高性能路由器双协议栈进行了系统的分析,并对于双协议栈的实现和协议之间的信息交换进行了详尽的阐述,最后对高性能路由器进行了功能测试.满足项目的需要.     

一种完全自适应片上路由器的设计

针对片上网络的死锁问题,文中根据所提出的完全自适应路由思想—基于虚拟网络的自适应路由算法,设计了一个完全自适应片上路由器.重点介绍了路由算法及路由器的系统结构,最终设计实现了一个高效、低代价的完全自适应路由器,并在2D Mesh拓扑结构下对其性能进行了模拟验证.实验得出该路由器实现了无死锁的自适应路由,并降低了平均网络延迟,提高了网络吞吐量.     

基于硬件的安全路由器设计和实现

当前的许多安全路由器采用常规路由器硬件平台加安全软件的方式实现，效率低下而不能满足线速安全的需求。针对这一技术缺陷，我们使用通信处理器MPC8260和安全处理器MPC180来设计并实现了一款安全路由器。利用MPC8260提供中央处理以及路由器接口，而MPC180则提供硬件加密功能，解决软件实现VPN功能时效率低下的缺点。通过对设计的硬件平台的测试，表明我们设计的安全路由器能够满足中小企业虚拟私有网络(VPN)应用的需求，具有较好的性能价格比。     

DHCP实验的设计与实现

计算机组网设计实验是网络实验教学的重要内容之一,这些项目具有真实的应用背景,实践性强,能够覆盖计算机网络的基础知识,尤其能考察学生的综合理解能力。DHCP动态主机配置协议,主要任务是为主机自动配置IP地址、网关、DNS等参数信息,为了让学生理解和掌握协议的要点,本实验设计了3个应用场景,涉及交换机配置、路由器配置、服务器DHCP配置、路由中继等知识点。实验采用PacketTracer模拟器实现,每个小实验都给出了设备配置方法,并对结果进行了验证。通过该实验,学生对DHCP协议加深了理解。