改进的CHOKe公平性主动队列管理算法

针对主动队列管理算法中的CHOKe算法对非响应流的惩罚力度不够、精确度不高的问题,提出一种新的惩罚非响应流算法——LRU-CHOKe。该算法以最近最少使用(LRU)击中取代CHOKe击中,提高CHOKe击中的有效性;利用路由器队列击中,自适应丢包,并结合新的丢包策略来加强对非响应流的惩罚,从而提高网络带宽公平性。仿真结果表明,LRU-CHOKe相比CHOKe和HCHOKe算法能更加有效地惩罚非响应流,实现更为公平的带宽分配。     

一种区分服务网络边缘路由器动态阈值的公平性标记算法

针对区分服务分组标记算法没有考虑到流特性,从而导致不同的流在带宽竞争中出现公平性较差的问题,提出了应用在网络边缘路由器上的一种基于动态阈值的三色标记算法DTTCM。该算法通过调整流速阈值minth和maxth,按照一定的策略对数据包进行标记,从而保证数据流在带宽不足时能公平地享受带宽。理论分析和仿真结果表明,DTTCM在UDP流与TCP流的带宽分配上,以及目标速率对于聚流间剩余带宽分配的影响上,均有着较好的公平性。     

IPv6中基于路由器的网络拥塞控制算法

本文提出了一种在IPv6中基于路由器工作状态的网络拥塞控制算法。首先通过对路由器处流入数据速率的测试,对路由器的工作状态进行分类。然后利用IPv6中数据包的流标签格式,在路由器处根据其不同工作状态设置特殊数据包标签,通过在发送端提取反馈的数据包的特征对发送速率进行调整以解决网络拥塞问题,并且可以实现在路由器处对数据流进行管理。     

基于优先级的CHOKe算法仿真与性能分析

为将区分服务(DiffServ)网络架构中的优先级服务与网络拥塞控制相结合,提出一种应用于DiffServ架构核心路由器的CHOKe算法(CHOKeW)。针对不同优先级别的数据流进行带宽分区,为高优先级的数据流分配高带宽,并且当发生网络拥塞时通过限制高速非响应流占用的带宽,达到保护响应流的同时兼顾相同优先级数据流公平性的目的。实验使用NS-2建立仿真模型,分析CHOKeW算法、加权公平队列算法、RIO算法的不同优先级混合流的带宽公平分配情况,结果表明,CHOKeW算法能够有效提高网络性能,保证网络服务质量,并且较好地解决基于公平性和优先级的带宽分配问题     

基于IPv6 Flow-Aware的QoS转发机制

随着互联网的发展,边缘宽带接入设备已成为制约网络应用的瓶颈之一。如何加快边缘网络的报文转发处理,提供更好的服务质量(QoS),是当前端到端QoS研究的重要问题。该文介绍了流交换技术,描述了IPv6报文流的处理过程,分析了IPv6的QoS功能,给出了基于IPv6 Flow-Aware的边缘宽带接入路由器的框架结构,定义了相关组件的功能,探讨了面向流的智能报文丢弃策略。     

一种基于周期的公平队列拥塞控制机制

分析了网络拥塞时适应流与非适应流之间的差别,及路由器拥塞控制机制在带宽分配公平性方面的不足,提出了一种基于周期的公平队列拥塞控制机制(PBFQ).采用周期性选择丢包的策略,通过合理的动态设置周期大小进行丢包选择来实现对不同数据流提供带宽分配的公平性.仿真实验证明,该算法能保证链路带宽在适应流与非适应流之间公平分配,保护适应流.     

一种采用公平策略的CSFQ算法

研究一种对核心无状态公平队列调度(CSFQ)算法的改进方法.针对CSFQ缓存资源管理的弊病,造成路由器突发性流响应差及对响应流TCP和非响应流UDP不公平的问题,提出了一种公平策略的CSFQ算法(FCSFQ).FCSFQ提出了基于共享存储器模式的动态缓存管理机制,并以此来改善CSFQ突发性响应差问题,同时采用对响应流与非响应流不同的丢包策略,来解决CSFQ对不同数据流不公平问题.NS仿真实验表明,在现实网络环境下,FCSFQ算法对突发性响应及带宽在TCP、UDP数据流之间的公平分配都有明显改善.     

一种核心无状态保存的自适应成比例公平带宽分配机制

提出了一种核心无状态的自适应比例公平带宽分配机制CSPAFA（core stateless proporitonal adaptive fair allocation)，在边界路由器完成基于每个流的状态处理，将所有流分成标记流和非标记流两种业务类型，采用DPS（dynamic packet state)技术将有关信息编码进IP分组头，在核心将输出链路带宽分成两部分，核心根据当前的网络负荷对标记流按服务规格成比例的分配输出链路带宽，对未标记流公平分配带宽，并且能自适应地调整两类业务的带宽共享比例，最后，给出了在NS网络仿真环境下的仿真实验结果。     

基于6LoWPAN的边缘路由器设计研究

提出了一种智能6LoWPAN传感网络边缘路由器设计实现方法。该方法基于嵌入式操作系统Linux系统平台和单CPU的方案实现,通过在系统Linux上移植6LoWPAN协议簇,使射频接口LAN承载6LoWPAN网络,本地6LoWPAN传感网络通过边缘路由器接入互联网。6LoWPAN传感网络边缘路由器采用多协议融合的方式实现IPv4/IPv6双栈协议、NAT64协议、6to4隧道协议的统一,实现6LoWPAN网络节点通过6LoWPAN边缘路由器与互联网在不同网络环境下的自适应接入。     

基于混合式体系结构的高速边缘路由器安全数据库的研究与实现

随着计算机网络技术的发展,对网络系统的高可靠性和高可用性提出了较高的要求,并使得网络核心设备的安全研究成为网络技术发展的热点。路由器作为网络传输的重要设备,是网络安全设计和实施的重点。高速边缘路由器作为骨干网和互联网/内部网之间的高速接入设备,在网络安全的研究中具有重要的意义。高速边缘路由器中的安全数据库管理包含了对安全策略的管理和对安全关联的管理,它的体系结构的合理性和高效性是制约高速边缘路由器系统性能的重要因素。目前,安全数据库系统普遍采用集中式体系结构完成对安全策略和安全关联数据的管理,在系统的并行性、灵活性和访问效率方面都存在着较大的缺陷;分布式管理则由于各分布子系统间的一致性维护问题在高速边缘路由器中被充分放大而无法满足高速边缘路由器的设计要求。论文基于ForCES协议框架提出了一种高速边缘路由器的体系结构CeDita,并详细分析了基于该体系结构的安全数据库混合式管理模型SDM。该模型综合了集中式管理的视图统一、操作简单等特点以及分布式管理的本地访问特点,具有较强的并行性、可扩展性和高效性,是一种适于路由器实现的高效的数据库管理模型。     

一种短流优先的公平带宽分配机制

提出一种短流优先的公平带宽分配机制FPIP(fair PIP).通过区别处理短流和长流的报文,FPIP能够将带宽优先分配给短流,然后将剩余的带宽在长流之间公平分配.此外,FPIP采用主动队列管理机制AQM(active queue management)检测拥塞并控制队列长度.仿真结果表明,FPIP在保证公平性、控制队列长度、减小Web流的响应时间等方面具有良好的性能.     

利用路由器自适应限流防御分布拒绝服务攻击

提出一种自适应路由器限流算法防御分布拒绝服务攻击的机制.该算法的关键是由被攻击者要求经挑选的相距k跳(hop)的上游路由器对目的为被攻击者的数据流进行限流,从而将被攻击者的服务支援在各数据流之间达到一种类最大-最小公平的流量分配.还在一个实际的因特网拓扑上针对攻击数据流和合法数据流的不同分布和流量模型考察了算法的效果.结果表明这种以服务器为中心的路由器限流是对抗分布拒绝服务攻击的一种很有前途的方法.     

Differentiated Bandwidth Allocation with TCP Protection in Core Routers

Differentiated Services (DiffServ) networks categorize routers into edge routers and core routers. In core routers, one of the technological challenges is how to implement differentiated bandwidth allocation and TCP protection together with low complexity. We present an Active Queue Management (AQM) scheme called CHOKeW. A method is borrowed from a previous scheme, CHOKe, which draws a packet at random from the buffer, compares it with the arriving packet, and drops both if they are from the same flow. CHOKeW enhances the drawing function by adjusting the maximum number of draws based on the priority of the new arrival and the current status of network congestion. With respect to the number of flows, both the memory-requirement complexity and the per-packet-processing complexity for CHOKeW is O(1). An analytical model and multiple simulations are used to explain and evaluate CHOKeW. We show that CHOKeW is able to 1) support differentiated bandwidth allocation; 2) provide the flows in the same priority with better fairness than other conventional stateless AQM schemes such as RED and BLUE; 3) maintain high link utilization as well as short queue length; and 4) protect TCP flows by restricting the bandwidth share of high-speed unresponsive flows.     

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.     

Edge-limited scalable QoS flow set-up

Although the Differentiated Services architecture supports scalable packet forwarding based on aggregate flows, the detailed procedure of Quality of Service (QoS) flow set-up within this architecture has not been well established. In this paper we explore the possibility of a scalable QoS flow set-up using a sink-tree paradigm. The paradigm initially constructs a sink tree at each egress edge router using network topology and bandwidth information provided by a QoS extended version of Open Shortest Path First (OSPF), which is a widely used link-state routing protocol. Our sink-tree paradigm dynamically reallocates network bandwidths online according to traffic demands. As a consequence, our paradigm easily supports QoS routing, resource allocation, and admission control at ingress edge routers without consulting core routers in a way that the QoS flow set-up time and overhead are minimized. Simulation results are very encouraging in that the proposed methodology requires significantly less communication overhead in setting up QoS flows compared to the traditional per-flow signaling-based methodology while still maintaining high resource utilization.     

区分服务网络基于测量的接纳控制方案的设计与应用

提出了一种分布式可扩展的接纳控制方案，其目的是为区分服务网络提供端到端服务质量（Quality of Services,QoS)保证，该方案主要由以下部分构成：（1）连接接纳控制协议，主要负责主机和网络节点以及网络节点和带宽代理之间的信息传送，实现对连接请求的串行操作；（2）位于网络核心节点的可用带宽估计算法；（3）位于网络边缘节点的接纳控制算法；给出了该方案在视频传输方面的应用实例；利用多种网络拓扑结构和QoS指标评价该方案的性能，实验结果表明该方案能准确地控制可接纳区域和提高网络资源的利用率。     

新型路由器体系结构研究综述

计算机网络的管理与控制变得越来越复杂,人们对网络互连的关键设备--路由器提出了越来越高的要求。新型路由器控制体系结构必须考虑系统的开放性、可扩展性、可伸缩性、安全性、用户选择与应用感知等问题。本文分析了新型路由器控制体系结构的研究现状,重点介绍了主动网络、可编程网络、开放网络控制、软件可扩展路由器以及面向用户选择的网络控制等技术。     

基于IXP1200网络处理器的边缘路由器实现

基于网络处理器的路由器开发是一个热点。文中介绍了基于网络处理器的路由器体系结构,分析了IXP1200网络处理器的硬件体系结构。最后介绍了一种基于IXP1200网络处理器的边缘路由器实现方案。