基于多下一跳路由的交换结构及调度算法

传统单下一跳路由已无法满足日益增长的网络应用的需求。基于多一下跳路由机制,提出一种区分排队的多个可选端口输出交换结构以及双指针最大权重优先调度算法。该算法在区分排队的基础上对单、多输出端口分组使用双指针协同调度,实现交换端口的分布式调度和动态匹配。仿真实验表明,该交换结构在多下一跳路由业务条件下具有良好的时延性能,该算法保证了吞吐量和时延性能的同时,降低了实现复杂性,提高了交换结构的处理速度。     

一种支持多输出端口的输入排队交换结构匹配算法

输入排队交换结构具有良好的可扩展性,在高性能路由器与交换机中备受关注。文章基于多下一跳路由提出了分组具有多个可选输出端口的匹配算法（MP-iSLIP）;根据入队机制判断选择要进入的缓存队列,充分利用分组的多个可选输出端口的特性,从前级队列均衡对is-LIP算法进行了改进;MP-iSLIP算法不仅保留了iSLIP算法简单易于硬件实现的优点,而且仿真结果表明此算法能够获得比iSLIP算法更优的性能。     

多目的输出端口交换技术研究分析

交换结构作为高性能路由器的核心,如何提高其交换容量的可扩展性和服务质量的可预测性,是近十年来网络研究的热点和难点问题。文章从路由交换协同设计的角度出发,提出了基于多下一跳路由的多目的输出端口交换技术,并对其可行性进行了分析。结果表明:新技术能够在很大程度上解决拥塞,提高交换单元性能,并且具有一定的抗毁性。     

ATM网络路由选择与交换的机理

通过实例和相关的数据逻辑结构分析,给出了作为ＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ）节点机路由和交换的机理。实现信息的转移,即传输与交换的ＡＴＭ技术,本质上是将输入端口中的信元,按照其路由标记送到它所要求的输出端口。详述了路由、交换及有干扰时实现的过程。     

一种新的输入缓存Clos结构及其路由/调度算法

提出了一种新的Clos网络结构MmM,其中所有交换单元都采用输入缓存,因此适合在高速交换网络中实现.针对MmM结构,提出了分布式路由及调度算法,利用中间级交换单元向第一级交换单元提供的反馈信息为分组选路,可以较好地在中间级均衡交换网络内部的负载,减小输出端口的冲突.仿真结果表明,采用分布式路由及调度算法的MmM结构可以获得比采用并行循环分派算法的MSM结构更好的性能.     

一种基于分组交换的低时延路由算法

针对现有延迟可容忍网络路由算法在SV分组发送和数据分组交换过程中存在的冗余问题,提出了一种基于分组交换的延迟可容忍网络路由算法——PEA(Packet exchange algorithm)。PEA算法通过调整数据分组发送顺序及SV分组发送方式,加快了数据分组交换,降低了分组端到端时延。仿真结果表明,在相同消息传输成功率的条件下,PEA算法比Epi-demic算法具有更低的端到端时延。     

可重构路由交换节点体系结构研究展望

根据当前网络实现技术的发展趋势,描述了未来路由交换节点应具备的特性。基于路由器的研究现状,从规模、性能和控制等多维度理念出发,设计了一种结构灵活、开放的新型可重构路由交换节点体系结构。最后,介绍了可重构路由交换节点体系结构研究中的难点和解决方法。     

可设置仲裁优先程度的NOC路由节点设计

针对片上网络(NOC)具体应用中各个IP之间出现不同的通信情况的问题,提出了一种可设置仲裁优先程度的NOC路由节点。该节点采用基于Lottery算法的仲裁机制,取代了目前NOC路由节点中广泛采用的轮询调度(RR)仲裁机制,可以根据具体应用的通信状况来设定仲裁响应的优先程度。在NOC路由节点中,设计了内部TUM (时间单元复用)的传输机制来解决不同输入口竞争同一输出口所带来的节点内部阻塞问题,使得即使在有多个端口竞争同一端口的情况下,路由节点仍然能保证输入的数据包和进入输出缓冲的数据包数量上的一致,大大提高了路由节点的处理性能。     

k-ary n-cube网络中跨区域适应性路由算法

针对k-ary,n-cube网络,提出一种无死锁、元活锁、负载均衡的跨区域路由算法(Quadrant Crossing Routing,QCR).算法按照分组源目的节点相对位置将网络划分路由区域,并给予这些区域不同的权重,同时设定跨区域规则,允许分组根据网络负载状态跨区域路由,这样就使得网络的流量分布更均衡.网络的负载程度由输出端口等待分组请求的时间间隔的大小决定.最后,利用OPNET对所提算法在不同流量模式下进行仿真.结果表明:相比已有的同类算法,如维序路由算法(Dimension Order Routing,DOR),Duato及GAL等,QCR表现出较好的时延、吞吐性能.     

以数据流特性为导向的令牌调度算法

基于用于可扩展性强的高性能交换机中的多级结构,针对大部分以结构为导向,使用两次调度算法将数据“推”向输出的调度算法,提出了一种以数据流特性为导向的分布式调度算法,该算法支持多级高性能交换机的定长、变长分组交换,从输出端口将数据包从输入端口中“拉”出来．仿真结果表明,在均匀流的作用下,该系统能够达到100％的吞吐率、具有较小的时延,并能方便地支持负载均衡．     

MPLS组播树的构建方法

对多协议标签交换(MPLS)和组播结合的关键技术和问题进行了研究，提出了一种基于接收方数据流驱动的标签分配机制构建MPLS域中标签交换路径(LSP)组播树的方案，给出了MPLS网络中成员加入和退出组播组以及组播包的复制和转发算法，并对网络仿真器（NS2）中的单播MPLS模块进行了扩展以支持所提出的组播算法。性能分析和仿真实验结果表明，与传统组播相比，MPLS组播技术能利用MPLS的快速转发能力有效地减少组播包的传输时延。     

Ad Hoc网络中的地理位置路由

无线Ad Hoc网络由于无固定基础设施,以及自我组织、分布管理、动态拓扑、多跳通信等特点成为近年研究的热点.地理位置路由是Ad Hoc网络中有别于基于拓扑路由的一种路由方式.它能利用节点的位置信息来指导路由发现,路由维护和包的转发,从而提高路由的效率.Ad Hoc网络包括限制性泛洪路由和分层路由2种类型.介绍了各种Ad Hoc网络路由协议,讨论了Ad Hoc网络的地理位置路由机制,分析了现有的地理位置路由协议.     

基于内容轨迹的内容中心网络多径路由策略

内容中心网络路由的研究主要关注利用转发信息库端口来获取到达服务器的最优路径,路由路径外的节点缓存中内容无法得到充分利用. 而利用多个转发信息库端口的多径路由虽可对缓存充分利用,但会带来冗余传输. 针对这些问题,提出了一种基于内容轨迹的多径路由策略,利用内容轨迹将兴趣报文引导至原有路由表路径外的缓存处,使兴趣报文在到达服务器前搜索更多缓存,增加网内缓存命中率,减小服务器负载和兴趣报文平均跳数,并将多径路由冗余控制在一定范围内. 仿真结果表明,基于内容轨迹的多径路由策略相对现有策略服务器负载降低约10%,且在服务器较远的场景下可有效降低请求平均跳数. 相对于单径路由,基于内容轨迹的多径路由策略将网内缓存命中率提升了约20%;相对于多径路由冗余降低10%以上,且具有相近的网内缓存命中率.     

低轨卫星网络动态路径切换技术

面向星座式低轨（LEO）卫星网络,针对动态路由技术重构时间长导致的资源利用率下降问题,提出了一种基于预测的路径切换机制.依据卫星飞行轨迹,预测星间链路的可用时间,从而判断当前传输路径的可用寿命.在当前路径断开之前及时触发路由重构,为当前传输寻找备用路径,避免路由重构导致传输中断.提出了新型路径选择方案,根据当前路径代价和网络全局负载状态设计了综合代价函数,用于选择最优路径.仿真结果表明,所提出的路径切换技术可有效降低数据转发的丢包率,提升网络整体吞吐量.     

基于PC机的ForCES转发件实现机制研究

ForCES（Forwarding and Control Element Seperation）架构路由器能很好地满足新一代互联网的可重构要求,文章利用本课题组开发的ForCES中间件,结合软路由模块的思想,对如何在Pc机下实现ForCES转发件的若干关键技术进行了详细介绍。其关键技术包括逻辑功能块（Logic Function Block,LFB）以及拓扑图的定义,重定向LFB的实现机制、LFB事件上报的实现机制、LFB属性管理的实现机制和多转发件（Forwarding Elements,FE）路由以及数据转发的实现机制。最后对ForCES转发件和控制件进行了系统测试,结果表明该ForCES路由器能有效地完成路由发现和数据转发功能。     

基于ZigBee技术的无线传感器网络树型路由的研究

简述了无线传感器网络路由协议,着重分析了树型路由的流程,地址分配机制、寻址和路由成本。采用最小路由成本的路由选择方法,来实现树型网内任意节点向其父节点和其他父节点之间的信息传送。针对树路由的特点提出了该路由方式的应用范围。     

面向连接的Ad hoc网络多径路由协议

为了在Ad hoc网络中提供面向连接的服务,结合MPLS技术中标签交换路径面向连接的特性和多径路由的特点,提出了一种基于标签交换的Ad hoc网络多径路由(LSMR)协议。在源节点和目的节点间按需建立多条没有交叉节点的标签交换路径,使得数据包的转发完全在链路层完成,不需网络层的介入,加快了转发速度。仿真结果表明,LSMR协议比AODV协议能够降低端到端时延和路由负载,提高数据包的投递率。     

Ad Hoc网络中基于Vickrey拍卖的协作激励机制的研究

为了在Ad hoc路由策略中提供节点协作的动机并促使节点真实地显示参与Ad hoc网络的费用，提出了基于目的地驱动的Vickrey拍卖方式来激励Ad hoc网络中节点之间的协作. 基于此思想设计的机制利用了经济学中Vickrey拍卖的特点，并显式地考虑了中间节点转发分组的费用. 通过从目的地到源路径上中间节点举行的一系列Vickrey拍卖，确定费用最优的路径. 理论分析表明,这种机制能激励分组以真实意图竞标，并且在路由选择时实现了全局期望的能量有效的目标.