MIPv6家乡代理功能在高性能路由器中的设计与实现

提出了一种移动IPv6(MIPv6)协议中家乡代理功能在高性能路由器上的实现方案。将MIPv6协议规范中家乡代理的协议处理功能和报文转发功能加以分解,并将它们分布于高性能路由器主控单元和线路接口板上。测试结果表明,该方案无需改变路由器原有结构即能可靠地实现移动IPv6功能。     

一种用于可扩展路由器的报文结构设计

路由器的发展需要可扩展路由器体系结构。本文设计和买现了一种用干可扩展路由器的报文结构。新的报文结构在方便实现路由器模块化，提高报文访问性能，减少模块问内存拷贝，实现报文结构容错性等方面具有显著优势。     

基于并行处理的PIM—SM注册消息高速转发方法

在国家863重大课题"大规模接入汇聚路由器(ACR)"设计PIM-SM(Protocol Independent Muhicast-Sparse Mode)组播路由协议的分布式实现中,针对现有处理PIM-SM协议控制报文中的注册消息(Register message)的方法会引起路由器控制平面与数据处理平面交互信息量过大,并且消耗路由器处理负载最多的缺点,提出一种基于并行处理的高速转发方法,该方法便于直接在转发引擎以硬件实现,在不影响线速转发组播数据的前提下,无需将组播数据上报路由器主控平面,减少了两平面交互的数据量,缩短了组播报文在路由器内部的处理时间,能够达到更好的组播数据转发性能.     

基于OpenWrt与ZigBee的智能家居路由器设计

为实现家居设备传感网与互联网的互联互通,设计智能家居路由器。采用Zstack协议栈和开源OpenWrt系统分别处理ZigBee和WiFi网络报文,使报文在应用层进行无障碍传输并提供相应数据服务,同时利用智能家居场景设计的服务软件为设备提供管理服务。将上述2种服务与WiFi路由器和ZigBee协调器相结合组成适用于智能家居系统的路由器。通过Packet Sniffer和Wireshark软件分别抓取ZigBee和互联网数据包对路由器功能进行验证,结果表明该路由器能够同时满足智能家居设备以及手机、平板电脑等消费类终端的上网需求,降低了智能家居的安装成本以及硬件复杂度。     

基于网络通讯处理器的路由器设计

网络通讯处理器是为提高报文处理效率而出现的专用处理器,本文描述了网络处理器的基本体系结构,并以Motorola通讯处理器MPC860为例阐述了路由器的实现方法。     

网络通信处理器在路由器中的应用

网络通信处理器是为提高报文处理效率而出现的专用处理器。该文描述了网络处理器的基本体系结构，并以Motorola通信处理器MPC860为例阐述了路由器的实现方法。     

高速网络路由器IP报文转发技术的研究与实现

随着Internet的迅猛发展,高性能网络路由器在新一代高速IP网络中发挥着巨大的作用。而制约高性能网络路由器性能的瓶颈之一是IP报文的转发速度。针对当前先进的路由器体系结构,介绍了一种快速IP报文转发部件的设计方法及实现。     

面向应用的可编程报文转发技术研究

Internet正从单一服务形式的网络逐步向多服务、智能化网络发展。根据应用的需求和特征,通过可编程机制动态形成适应应用的报文转发机制,是未来路由器发展的趋势。该文提出了一种面向应用转发的多服务虚拟交换路由器结构:PVSMR,并对其主要构成及其关键实现技术进行了深入的探讨。PVSMR基于资源分割形成的虚拟转发结构,它能够提供与多类应用相适应的、灵活的报文处理和转发控制能力。     

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。     

并行网络处理器在路由器中的应用

网络处理器是为提高报文处理效率而出现的专用处理器。随着网络带宽需求的增加和大量网络服务的涌现，网络处理器向可编程，并行的方向发展，本文以Intel IXP1200网络处理器为例描述了处理器的并行性，并提出了基于并行网络处理器的路由器体系结构，实验证明，这种体系较传统的路由体系可以大大提高报文转发能力。     

跨域BGP／MPLSVPN在高性能路由器中的实现

提出在高性能路由器中跨域边界网关协议（BGP）／多协议标签交换（MPLS）虚拟专用网（VPN）的高效实现方法。结合协议规范,将转发与控制分离,主控负责对标记的分发与管理,转发引擎实现对MPLS分组的封装与转发。通过在控制层面对标记信息进行预处理,避免VPN业务分组在转发过程中的递归查找问题,使硬件转发数据包仅需一次查表,实现数据包的线速转发。     

PIM-SM协议的建模与改进

PIM-SM(protoc01-independent multicast-dense mode)协议是目前Internet首选的域内组播路由协议.影响其广泛应用的一个主要问题是该协议的控制报文负载比较大.为了对协议进行改进和优化,首先需要建立性能模型并进行准确的性能分析.利用随机Petri网(stochastic Petri net,简称SPN)模型对整个PIM-SM复杂的协议行为进行了建模,并在其SPN模型的基础上,结合路由器的实现,对协议中每种消息消耗的路由器处理负载和占用的网络带宽进行了分析和实验,发现Register消息和Join/Prune消息消耗的路由器处理负载比较多,而Join/Prune消息和Bootstrap消息占用的网络带宽比较大.根据性能分析的结论对PIM-SM协议进行了改进.与原来的协议相比,改进后的协议性能明显提高.     

分布式IPv6路由器转发系统设计与实现

为了实施下一代互联网络，需要实现IPv6协议的高性能路由器．转发系统负责路由器的核心功能——IPv6分组的转发，提出了一种分布式高性能IPv6路由器的转发系统的设计和实现方案，包括分布式的IPv6分组转发机制，用于板间IPv6分组传递的分布式分组缓冲管理机制，基于分布式的结构实现的IPv6核心协议，以及用于转发系统的协议数据和配置信息管理的分布式控制消息通信机制．该系统已经在国家“八六三”重大科技项目“高性能IPv6路由器”上得到实现和应用．     

NP控制平面OS中基于分组属性的进程调度技术

在基于NP的网络处理系统中，存在各种各样的控制平面和数据平面交互信息。不同的信息分组具有不同的重要性，某些重要分组若得不到及时处理会导致系统和网络行为的紊乱，因此需要降低分组经历的时延，且越重要的分组经历的时延应该越小。从控制层面操作系统的角度来看，这要求分组处理进程的调度属性应该与所处理分组的属性关联起来。该文提出了一种基于分组属性的进程调度策略，给出了有关设计与实现。实验结果表明，该策略较好地达到了预期的目标。     

高性能路由器操作系统HEROS中的多处理器通信

为了适应基于分布式多处理器平台的路由器的应用需求．本文对高性能路由器操作系统HEROS(Highly Efficient Router Operating System)进行了分布式扩展,实现了分布式的消息队列机制DMQ．DMQ是一种轻负栽的,和传输介质无关的,具有容错能力的分布式消息通信机制．基于DMQ机制可以实现高性能的分布式分组转发．该DMQ机制已经用于国家“863”重大项目“高性能安全路由器”和“核心路由器”,取得了满意的效果．     

高速网络PPP协议的实现及其安全机制的研究

研究了PPP协议在高速SDH／SONET光纤网络上的实现技术,并将其应用到高速路由器的工程实践中,实现的PPP协议软件向下和底层硬件驱动程序接口处理收到的PPP报文;向上和网络层协议IP,IPX接口将IP／IPX报文送交IP／IPX协议处理,形成发送网络层报文的控制机制。还研究了PPP协议的安全问题,包括协议的加密和认证机制,确保报文转发过程中的高速和安全性。     

基于分支路由器协调的组播流量控制算法

为了提高了整个网络的性能,提出了一种基于分支路由器协调的组播流量控制算法,其基本思想是在各分支路由器节点处采用一种新的闭环控制器来对源端的发送速率进行实时调节,使得源端的发送速率趋于稳定;另外,算法还在拥有一定数量接收端的分支路由器处对其发送的数据进行拷贝,一旦在规定时间内收到接收端发来的重传请求信息包,则对该接收端进行数据重发.并还在网络拓扑结构动态变化的情况下进行了仿真试验,仿真结果表明,算法具有良好的可扩展性、稳定性和响应速度.     

基于信任关系的路由器接口标记IP追踪方案

防御拒绝服务（DDS）攻击是目前最难解决的网络安全问题之一。概率包标记（PPM）是一种比较有效且实用的解决方法。提出一种新的基于信任关系的路由器接口标记IP追踪方案（TRIM）,为不同的路由器设置不同的信任因子,划分信任域。根据信任因子确定标记概率,路由器使用接口ID对数据包进行概率标记,有效地减少重构路径时的收敛时间以及计算开销,提高路径重构的效率。在边界路由器不诚实的情况下,能够快速准确的追踪到信任域的边界。     

软件定义网络中协同存储数据面快速转发

针对利用具备存储能力的网内节点进行协同存储需依据周边缓存状态快速转发数据包的问题,提出了一种数据面快速转发方法。该方法采用在交换机内对每一端口维护两个布隆过滤器（BF）的方式,实现在数据面对于周边缓存状态的维护;同时扩展了协议无感知转发指令,该指令直接查询BF,依据所查询结果,采用优化的转发流程转发数据包,实现依据周边缓存状态的快速转发。实验结果表明:依据控制器所维护状态进行转发在输入速率为80 Kb/s即达到性能瓶颈,而所提方法可在111 Mb/s时线速转发数据包,且转发效率略优于协议无感知转发原本的直接转发指令;所采用的BF维护的方式内存开销最多仅为流表项维护周边缓存状态方式内存开销的20%。在具备存储能力的软件定义网络（SDN）中,采用所提方法可在数据面维护周边缓存状态,提升协同存储依据周边缓存状态转发数据包的效率。     

一种新的基于IMS的SIP重传机制

目前,IP多媒体子系统（IMS）中基于会话初始化协议（SIP）的会话建立时间受到无线信道约束带宽、帧错误率（FER）值的影响,交换的消息数量、消息长度以及重传机制对于会话建立的时延有很大的影响,延长了会话建立的时间。将基于SIP的会话建立与无线信道的性能结合,提出一种新的SIP自适应重传机制。实验结果表明,该重传机制缩短了会话建立的时间,对IMS端到端的服务质量（QoS）性能有明显的改善。