新一代Internet对高速路由器研究的挑战

高速路由器是实现下一代IP网络的基础,本文对下一代IP网络的特点和设计高速路由器的关键技术进行了探讨。     

Diffserv体系结构中路由器的实现

服务提供商和企业一般建造并维护不同的网络来承载语音、视频、关键任务和非关键任务通信。然而现在越来越趋向于将所有这些网络融合为单一的基于分组的IP网络。最大的IP网络当然是Internet,它的使用和基于Internet的应用的数量在过去几年里呈指数级增长。由于Internet和企业内部网的持续发展,人们提出了非传统数据应用,例如IP语音(VoIP)以及视频会议。每天都有越来越多的用户和应用出现在Internet上。所以Internet需要能够同时支持已有的和新出现的应用和服务。然而。当前的Internet只能够提供尽力而为的服务,而尽力而为的服务并不提供关于数据分组何时或是否被传送给接收方的服务保证。     

快速路由查找算法及其实现

随着因特网的迅速发展,网络对路由器转发速度的要求不断提高,路由查找成为制约路由器性能的瓶颈之一,综述了路由查找问题的由来、现有的各种快速路由查找算法及其性能,以及实现方式。     

高速路由器及其应用

文章简述了高速路由器的特点和开发情况，着重介绍了利用高速路由器的几种实际组网形式，应用现状及电信业界对高速路由器的评说。     

一种分段式高速IP路由查找方法

本文提出了一种改进的分段式高速IP路由查表方法。若采用50ns的动态存储器,该方法可以在小于100ns内完成一次最长匹配路由查找并且具有快速的路由表项更新功能,对设计高速骨干路由器的线速查表引擎具有指导意义和实用价值。     

高速IP路由查找中改善更新性能的方法

现有的高速IP路由查找算法更多地强调路由表的查找,却忽视了路由表的更新。而路由表的更新对整个路由查找算法的性能和实际应用有不可忽视的影响。分段式查找树(Multibittrie)查找算法作为常用的IP路由查找算法,具有算法简单、有效等特点,但是更新速率较慢。作者提出一种在分段式查找树中控制路由表更新时间的方法,此方法能够较大地改善分段式查找树的更新性能。文章对更新性能的改善作了论述。     

基于压缩NH表的高速IP路由查找算法的研究

由于因特网速度不断提高、网络流量不断增加和路由表规模不断扩大,IP路由查找已经成为制约核心路由器性能的主要原因,因而受到了广泛重视.目前人们已经提出几种高速IP路由查找算法,但没有一种是理想的.本文提出一种使用压缩NH表进行IP路由查找的方法,它具有查找速率高、更新时间快、存储代价低、易于实现等特点,能满足10Gbps速率核心路由器环境的要求.     

高性能安全路由器中快速路由查找算法的研究与实现

设计快速的路由查找算法是提高路由器整体性能的关键之一.文章在一种基于RAM快速路由查找算法的基础上,根据高性能安全路由器的设计要求,进一步融入Hash链式表以及Trie树查找算法的设计思想,提出了一种可配置的路由查找算法.通过动态配置算法中的评价函数系数,该算法可以适用于多种网络应用环境.     

基于集合分割的虚拟路由器转发表查找的实现

虚拟路由器即在一个物理路由器上并行实现多个独立的虚拟路由器实例,是未来互联网的核心网络设备.针对虚拟路由器转发表的查找技术,采用集合分割的方式,将分割出的两个集合分别利用SRAM和DRAM实现.对各种方案进行了分析,并提出了使用标志位解决SRAM查找相交前缀的效率低下问题.实验结果表明,提出的解决方案大大减少了存储空间,并在总体上得到了优化.     

星上路由查找的设计与分析

星上路由器是构建下一代全球信息网络的重要节点设备,路由查找是影响数据转发性能的关键技术之一。考虑到空间环境对设备在可靠性、重量和功耗等因素的限制,该文通过分析比较多种路由查找算法,根据软硬件协同设计的思想,给出了适合星上硬件路由查找的设计与分析。     

On a trie partitioning algorithm for power-efficient TCAMs

Internet routers conduct routing table (RT) lookup based on the destination IP address of the incoming packet to decide which output port to forward the packet. Ternary content-addressible memories (TCAM) uses parallelism to achieve lookup in a single cycle. One of the major drawbacks of TCAM is its high-power consumption. Trie-based architecture has been proposed to reduce TCAM power consumption. The idea is to use an index TCAM to select one of many data TCAM blocks for lookup. However, power reduction is limited by the size of the index TCAM, which is always enabled for search. In this paper we develop a simple but effective trie-partitioning algorithm to reduce the index TCAM size, which achieves better reduction in power consumption, and at the same time guarantees full TCAM space utilization. We compared our algorithm (LogSplit) with PostOrderSplit (IEEE INFOCOM, 2003). For two real-world RTs (AADS and PAIX), the size of the index TCAM generated by LogSplit is 55–70% of that generated by PostOrderSplit; the largest power reduction factor of LogSplit is 41 for AADS and 68 for PAIX, while the largest power reduction factor of PostOrderSplit is 33 for AADS and 52 for PAIX. The improvement is even more significant in the worst case: the size of the index TCAM generated by LogSplit is 18–30% of that generated by PostOrderSplit for IPv4, and less than 1% of that generated by PostOrderSplit for IPv6; the largest power reduction factor of LogSplit is 173 for both IPv4 and IPv6, while the largest power reduction factor of PostOrderSplit is only 82 for IPv4 and 41 for IPv6. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

图像的小波可变阈值去噪方法

鉴于当前智能手机显示屏多采用RGBG格式的像 素结构,本文提出了应用于AMOLED的RGB到 RGBG高速像素转换技术(HSHQ)。该技术的特征是先区分出简单转换点和复杂转换点,对于 简单转换点采 用直接赋值实现像素转换,对于复杂转换点,采用权重因子算法实现像素转换。本文主要有 三个创新点:(1) 不同于传统方法对图像中所有像素进行复杂转换,本文首创性地提出了以相邻像素单 元的灰阶差值作 为判断依据,进行转换像素标记,区分出简单转换点和复杂转换点,只针对标记点进行复杂 像素结构转换。 因此,该方法提高了像素转换速度。(2) 对于简单转换点,采用直接赋值法,由于原图像 的灰阶不做改变, 该方法完全保留了简单转换点的图像信息。(3) 对于复杂转换点,采用权重因子算法,在 将转换前后信息损失降至最低的同时,抑制了彩边效应。 相比于DA算法,HSHQ算法处理所得图像的PSNRU和PSNRV分别提高了7.04%和6.62%。相比于ED MSE,HSHQ算法的转换率降低了75.63%。因此,本文提出的算法在保证转换质量的同时,大 大提高了转换速度。     

IP分类技术研究

网络应用的发展要求路由器必须有能力支持防火墙、QoS、流量计费等一系列功能.这就要求路由器对IP包进行分类,根据分类结果完成对数据包的不同处理.本文全面地介绍了IP分类技术研究的最新成果,以及IP分类的典型算法.最后本文对其中三种典型算法在虚拟环境下做了评测,比较了它们的优缺点.     

完全无冲突散列IP分类算法研究

介绍了IP分类技术研究的最新成果，以及IP分类的典型算法。提出了一种基于完全无冲突散列(hash)和跳转表Trie树(NHJTTT)的IP分类算法，通过分析比较，本文提出的算法无论是时问性能还是空间性能均优于无冲突散列查找算法和Grid of Tries算法，文中通过仿真给出了最终的分类效果。最后对提出的算法在虚拟环境下做了评判。     

基于可重构路由器上缓存的流媒体协作分发策略

提出一种新颖的基于可重构路由器上缓存的协作分发策略来加速流媒体。通过网络存储即多个边缘路由器节点对热点视频数据进行合作缓存,就近为用户提供服务,从而使得流媒体服务器的性能要求尤其是带宽需求得到巨大的降低,骨干网传输的流量也明显减少,同时用户响应延迟也得到明显的改善。此外,实现了一个原型系统来评价基于路由器上缓存的流媒体协作分发策略的性能,结果表明该方案相比于现有的方案在改善网络性能以及用户体验方面取得很大的提升。     

高铁场景下联合天线与IOS单元选择的分布式IOS-SM传输方案

针对高铁场景下封闭车厢带来的高信号穿透损耗导致传输速率下降问题,提出一种分布式智能全表面（intelligent omni-surface,IOS）辅助空间调制（spatial modulation,SM）的传输方案。首先,采用SM技术保证索引信息部分不受穿透损耗的影响;然后,为了减小远距离IOS车窗的高路径损耗和功率损耗,根据最大化接收信噪比原则对分布式IOS遍历选择,激活最佳IOS车窗传输SM调制信息。最后,为了减小缺失直视路径增益对系统容量性能的影响,基于功率损耗模型,采用天线移除原则和排序选择方式,对接收天线和IOS单元进行动态选择激活。仿真结果表明,相比于传统中继转发和可重构智能超表面-空间调制（reconfigurable intelligence surface-SM,RIS-SM）方案,所提方案更适合高铁通信场景。并且在功率损耗模型下,联合天线与IOS单元选择的分布式IOS-SM方案仍能够保证系统高性能传输。     

基于Interlaken协议的高速数据流接口设计与性能分析

目前,高速网络处理系统的板级互连带宽达到了40G比特速率级,这对网络处理系统的处理速度和吞吐量提出了极大的挑战。为解决核心路由器40 Gb/sPOS线路接口板中器件间的高速数据交互难题,采用Interlaken协议对高速数据流接口设计方法进行了研究,利用高端FPGA的高速通道和IP核设计技术,完成了链路层处理芯片与转发...     

TCAM快更新高速路由查找算法与实现

常用的单步TCAM路由查找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。本文提出并实现了一种独特的对前缀范围对分搜索的IPv4五步TCAM流水查找方法。突出特点是转发表不需排序,查找速率高,表覆更新快,查表连续性好,可满足IPv4核心路由器双OC-768（40Gbps）端口、48B包的线速转发。