基于Clos网络的高阶路由器结构

路由器为高性能互连网络的关键组成部分,利用高阶路由器可灵活构建网络直径低、路由路径丰富、容错性能高的拓扑结构。分层结构将整个路由器分成多个子交叉开关实现,子交叉开关规模较小,典型实现为子交叉开关的数量等于路由器端口数,每个子交叉开关对应一个输入/输出端口。分层结构每个子交叉开关的输入和输出都设有缓冲区,导致分层结构路由器内部有大量缓冲区,扩展性受限。网络结构将用于构建系统的网络拓扑实现在片内,如通过网格、全互连或胖树连接较小的交换机,并通过集成电路技术实现在一个路由器中,对外表现为一个高阶路由器。网络结构成本低,构建系统网络后除了要考虑系统网络拓扑的性能,还需要考虑路由器本身的路由问题。提出基于Clos网络的分层结构路由器,综合了传统分层结构高性能和网络结构低成本的优点,并提出2种Clos网络的调度算法,在均匀流量模式下接近100%带宽,RTL综合评估其实现最多减少面积25.9%。     

SuperStar:一种可扩展高阶互连拓扑结构

随着高速信号传输技术和VLSI技术的发展,使用高阶路由器来应对因高性能计算机峰值性能不断攀升给高性能互连网络带来的新挑战已是发展需求;同时,如何利用高阶特性减少互连网络延迟和成本开销,以支持更大的网络规模是设计高性能互连网络拓扑结构的关键和突破点。针对目前基于高阶路由器的典型拓扑结构进行了分析,并在此基础上提出一个新的高阶拓扑架构SuperStar,其不仅具有较短的网络直径而且具有良好的可扩展性;通过在一个基于OMNeT++平台自主开发的高阶互连网络性能测评模拟器上设定不同的通信负载,测评各种拓扑结构在通信系统下实际的网络延迟和吞吐率的走势,以分析SuperStar的通信开销。     

一种高阶混合互连网络拓扑结构

随着对高性能计算机性能需求的不断提升,高性能计算机的系统规模在逐渐扩大,系统内的互连网络已经成为影响性能的关键因素。如何基于高阶路由器构建更大规模、更低网络延迟以及成本、更高网络吞吐率的互连网络,是目前的主要研究方向。针对目前广泛应用的高阶网络进行特性分析,并对其中的环网以及树网进行综合,提出了一种新型层次化混合互连网络拓扑结构。该结构具有良好的可扩展性以及通信能力,并在网络模拟器NetSim上对其性能进行了仿真和分析。     

高阶路由器结构研究综述

随着高性能网络规模的增加,高阶路由器结构设计成为高性能计算中研究的重点和热点。使用高阶路由器,网络能实现更低的报文传输延迟、网络构建成本和网络功耗,同时高阶路由器的应用还可以提高网络可靠性。过去十年是高阶路由器发展最快的时期,对近年高阶路由器的研究进行了综述,并对未来发展趋势进行了预测,主要介绍了以YARC为代表的经典结构化设计以及"network within a network"等近年来涌现的新型设计方法。未来的研究重点是解决高阶路由器结构设计中遇到的缓存和仲裁等各种问题,并利用光互连等技术设计性能更好的结构。     

一种多级无缓存高阶路由器的设计与实现

随着高性能网络规模的增加,高阶路由器结构设计成为高性能计算研究的重点和热点。使用高阶路由器,网络能实现更低的报文传输延迟、网络功耗和网络构建成本,同时高阶路由器的应用还可以提高网络可靠性。高性能路由器的阶数不断提高,仅靠扩展单级crossbar交换结构的阶数使路由器内部的连线资源急速增长,交叉开关的实现代价将不可接受,这就需要为高阶路由器设计新型的交换结构。近十年来,出现了以YARC为代表的经典结构化设计以及"network within a network"等新型设计方法,未来的研究重点是解决高阶路由器结构设计中遇到的缓存、仲裁和扩展性等各种问题。鉴于此,实现了一种多级无缓存高阶路由器,这种高阶路由器内部是一个多级Clos网络,每一级有相应的仲裁模块对请求进行调度,数据包缓存在输入/输出端口实现,除去这些缓冲区单元,该网络是无缓存的。最后通过BookSim模拟器进行了大量的性能测试,所设计的路由器能够正常工作,性能良好。     

一种基于AVR单片机的以太网路由器设计

提出了一种基于AVR单片机嵌入式的以太网路由器的软硬件设计方案,主要采用Atmel公司的8位单片机ATmega16作为核心处理器,采用RealTek公司的RTL8019AS芯片介入以太网.同时讨论了精简的TCP/IP协议栈的分层次实现,实现了可靠的UDP数据通信.该设计是可行的.     

路由器和交换器的网络互连比较

本文分析了路由器和交换器在网络互连中的性能和作用，比较了两者网络互连中对网络安全，网络带宽、网络管理等的影响和优缺点，没网络互连中将两者有机结合提高网络效率和安全性的示例。     

主动式路由器损伤系统TH—AOSR的设计与实现

传统网络存在着自身难以的弊端,如新的网络协议,新的用户服务在现行网络上实施、推广困难,而主动网络计算则是解决这一问题的一个可行方案,章设计并实现了一个主动式路由器操作系统－－ＴＨ－ＡＯＳＲ,它在兼窝睡由器功能的同时,不具有主劝网络互连和计算能力,可以方便地为用户或应用提供定制服务。     

PFR:一个基于平面的完全自适应路由器

互连网络路由器是ＭＰＰ系统的关键部件，其性能优劣直接影响系统性能。路由器根据其所采用的路由算法可分为确定性和自适应路由器两种，其中自适应路由器有灵活性好，网络的通道利用率高和网络容错能力强等优点，正逐步为新一代的ＭＰＰ系统所采用，但其工程实现难度较大。本文在ｍｅｓｈ结构上，采用虫孔路由切换技术，给出了一个可扩展性好，自适应性强的基于平面的完全自适应路由算法ＰＢＦＡＡ，并采用基于虚通道的综合流控策略     

基于网络处理器实现千兆级多功能路由器

使用网络处理器来开发千兆多功能路由器能够在保证高带宽的前提下提供多样化的服务。在分析研究了Intel的网络处理器IXP2400的功能特点之后,给出了一种基于IXP2400实现千兆级多功能路由器的方案。实验证明,这种方案能够实现很高的报文处理能力。     

Chiplet封装结构与通信结构综述

近年来,随着摩尔定律逼近极限,片上系统(system on chip, SoC)的发展已经遇到瓶颈.集成更多的功能单元和更大的片上存储使得芯片面积急剧增大,导致芯片良品率降低,进而增加了成本.各大研究机构和芯片制造厂商开始寻求使用先进的连接和封装技术,将原先的芯片拆成多个体积更小、产量更高且更具成本效益的小芯片(Chiplet)再封装起来,这种封装技术类似于芯片的系统级封装(system in package, SiP).目前Chiplet的封装方式没有统一的标准,可行的方案有通过硅桥进行芯片的拼接或是通过中介层进行芯片的连接等,按照封装结构可以分为2D,2.5D,3D.通过归纳整理目前已发布的小芯片产品,讨论了各个结构的优缺点.除此之外,多个小芯片之间的通信结构也是研究的重点,传统的总线或者片上网络(network on chip, NoC)在Chiplet上如何实现,总结遇到的挑战和现有解决方案.最后通过对现有技术的讨论,探索以后小芯片发展的趋势和方向.     

园区网络基于核心路由器安全改造浅析

在不影响现有传统园区三层网络运行的情况下进行升级改造,将其改造成为以核心路由器为中心的新型网络,增强网络的安全性。     

基于IXP2400安全路由器的研究与设计

随着网络向着更高的速度、更多的业务方向的发展,传统的通用CPU或ASIC架构已经不能适应新一代网络设备的需求,而随着网络处理器的出现,基于网络处理器开发的网络设备能够很好地解决灵活性和高性能之间的矛盾.由于安全路由器是解决网络安全问题的关键设备[1],因而在研究网络处理器体系结构和功能特点的基础上,分析了安全路由器的系统结构和软/硬件组成,最后给出了一种基于IXP2400的安全路由器的设计方案,并对方案进行了性能分析.     

基于路由器的动态口令身份认证系统

身份认证网络安全技术的一个重要组成部分。介绍了动态认证原理,描述了在TCP／IP网络中,如何通过路由器对入网的主机采用动态口令进行安全认证,并分析了其安全性。分析表明此基于路由器的动态口令身份认证系统具有较好的安全性,并且具有广泛的应用前景。     

基于路由器接口的IP追踪方案

IP追踪是防御分布式拒绝服务攻击的重要方法。分析了Gong等人的IP追踪方法,指出了存在重构路径速度慢的缺点,并针对这一缺点,提出了一个改进方案。新方案使用路由器的接口信息来标志一个路由器,缩短了原方法中的标记长度,并灵活地根据路由器部署情况来选择是否做日志记录操作,从而提高了重构的速度,降低了误报率,并能更好地适应渐进式的部署。     

一种虚拟路由器资源映射算法研究

网络虚拟化技术的提出,为解决互联网"僵化"问题找到了新的思路,受到广泛的关注。在虚拟路由器平台中,若干台互联的网络服务器资源组成了底层物理网络,通过虚拟网络映射技术,将物理网络资源有效地映射到虚拟网络设备上,组成多个虚拟网络,满足用户对网络的多样化需求。虚拟路由器资源映射问题是虚拟网络映射问题的基础,虚拟路由器实例与物理资源的映射方法决定了虚拟网络平台资源的利用率和虚拟网络系统的性能。针对虚拟路由器平台资源分配的问题,提出了物理网络资源模型和虚拟路由器资源请求模型,设计了一种启发式虚拟路由资源分配算法,并对算法的复杂性和优化目标进行了分析。