高性能路由器操作系统HEROS的设计与实现

实时分布式操作系统是高性能分布式路由器的控制核心 ,为了保证路由器系统的整体性能和安全性 ,本文设计并实现了实时分布式操作系统 HEROS(Highly Efficient Router Operating System) .HEROS基于微内核体系结构 ,其多任务内核实现了基于优先级的抢先式调度 ,高效率的任务间同步和通信原语 ,实时的中断处理和高效的内存管理机制 .为了更好地服务于分布式路由器体系结构 ,HEROS基于 Compact PCI总线实现了一种分布式通信机制和面向网络协议的高性能的缓冲管理机制 .目前 ,基于 HEROS的高性能安全路由器原型系统已经设计完成     

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．     

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．     

面向并行图像处理的实时分布式操作系统的设计与实现

针对多片TMS320C64 DSP构成的多计算机体系结构的实时图像识别系统，设计并实现了面向并行图像处理的实时分布式操作系统PIPORTDOS（Parallel image processing-oriented real-time distributed operating system）．PIPORTDOS基于微内核体系结构，包括硬件抽象层、系统核心层、分布式消息通信机制和系统服务层四个层次．其多任务内核实现了基于优先级的抢先式调度、任务闻的同步和通信原语、实时的中断处理以及面向应用的缓存管理机制．为了实现对分布式并行图像处理的支持，PIPORTDOS采用了基于消息传递（Message Passing）的方式，并在实现中充分考虑了上层图像处理算法的应用需求以及DSP的硬件功能．相关性能指标表明，本文设计实现的PIPORTDOS完全可以满足系统的强实时性要求．在功能上也能适应算法对不同并行结构的需求．     

一种基于C64x的多DSP实时图像处理系统

介绍了一种基于TMS320C64x的实时图像处理系统，该系统采用高性能的TMS320C6414DSP进行图像处理，通过FPGA实现的LINK口以LVDS信号进行图像数据传输，满足了图像处理系统中图像处理能力和图像数据通信能力的要求。在图像处理硬件系统的基础上，还基于实时系统的层次体系思想，设计并实现了基于实时微内核的实时分布式操作系统。最后从3个方面对该系统的实时性能作了分析，结果表明，该系统能够满足实时图像处理的要求。     

一种面向实时图像处理应用的基于非共享存储的多DSP系统设计

为了满足图像处理系统对图像处理能力和图像数据通信能力的实时要求,在分析多DSP系统的架构以及多DSP核之间通信机制的基础上,提出了一种基于非共享存储的同构多DSP系统设计。在硬件系统设计的基础上,根据实时系统的层次体系思想,实现了基于实时微内核的实时分布式操作系统DSP/BIOS。     

分布式路由协议BGP-4的实现与优化

边界网关协议ＢＧＰ－４是用于自治系统之间交换路由信息的动态分布式路由协议。文中介绍了清华大学研制的国产高性能路由器中分布式路由协议ＢＧＰ－４的具体实现。为了提高路由器的性能,对ＢＧＰ－４的实现进行了优化,主要优化措施包括单进程体系结构,其于二叉树的支持可变长掩码的路由表和基于静态数组的时钟队列。测试结果表明,该实现在性能上表达了Ｃｉｓｃｏ７０００系列路由器的水平,完全达到了设计要求。     

分布式路由器操作维护管理系统的设计与实现

路由器操作维护管理（OAM）系统负责对路由器进行操作和管理,它是由路由器正常运行的保证,是路由器中的重要模块。高性能路由器通常采用的分布式体系结构,这就对操作维护管理提供了新的要求。本文对路由器操作管理进行了深入的研究,首先介绍了路由器操作管理的设计要求和研究现状,然后介绍了清华大学研制的高性能多协议路由器的软硬件体系结构和其对操作维护管理系统的功能要求,设计并实现了面向分布式路由器的操作维护管理系统。最后总结了全文并指出了进一步研究方向。     

一种基于总线的多处理器共享内存机制

基于总线的分布式多处理器体系结构是目前常见的高性能路由器硬件体系结构,清华大学计算机系统在研制“863”重大项目“高性能安全路由器”的过程中,在基于CompactPCI总线的PowerPC多处理器平台上实现了一种多处理器共享内存机制,该共享内存机制（SM机制）实现了一系列核心对象,包括SM内存,SM信号量,SM消息队列和SM任务控制块等,本文详细介绍了SM机制的设计与实现并给出了性能测试结果。     

一种嵌入式实时分布计算系统的安全策略设计

本文介绍了一种基于防火墙和安全分布式操作系统的,嵌入式实时分布计算系统的安全策略设计,其中由包过滤路由器和堡垒主机构成的防火墙屏蔽来自系统外部的攻击,防火墙中包含了IPSec协议安全机制。分布计算系统内部的安全保障则源自扩充了安全服务的分布式操作系统。     

基于网格的分布式虚拟环境仿真

针对传统分布式虚拟环境仿真的不足,将网格计算技术引入到分布式虚拟环境仿真中。提出了基于网格的分布式虚拟环境仿真分层体系结构。该体系结构自底向上依次为网格节点、高性能通信系统、数据存储系统、计算系统、资源管理系统、仿真应用系统,并通过网格门户提供统一的仿真应用系统入口。建立了一个基于该体系结构的原型系统并进行了仿真测试。仿真结果表明所提出的体系结构设计满足虚拟环境仿真实时性、稳定性和可靠性的要求。     

分布式路由器转发引擎性能分析

提出了一种基于泊松分布的排队模型，该模型能够有效地描述分布式路由器体系结构，通过对该模型的分析和计算，可以得了分布式路由体系结构中系统的性能，在多处理器分布式路由器样机上，采集了真实网络环境的性能数据，这种经过验证的性能分析方法可以用于系统的前期设计，与软件仿真或样机仿真相比，该方法具有简单性和先验性。     

高性能IPv6路由器网络管理体系结构研究

支持IPv6协议的高性能路由器是IPv6骨干网络的重要组成部分,其网络管理体系结构的设计是实现高效、稳定的路由器管理的核心内容。该文从高性能IPv6路由器的设计特点出发,针对其网管系统的设计需求,给出了相应网络管理体系结构的分析和设计,同时考虑了对SNMPv3协议的支持问题。     

嵌入式系统及其邮箱通信的实现

随着网络的迅速发展和后PC时代的到来，嵌入式技术广泛应用于路由器、信息家电、通信工具，如何搭建起一个嵌入式系统并实现它与计算机的通信，成为一项关键技术，该文介绍了一种嵌入式系统，在嵌入式实现操作系统VxWorks上实现了单板的邮箱通信、灵活配置，实时监控。     

分布式实时网络监测系统的设计与实现

首先讨论了基于Java和Web的网络管理模式的特点，然后提出了一种基于Java和Web的分布式实时网络监测系统（WebNMS)的设计及其实现方案，并着重阐述了该系统的体系结构和设计实现中的一些关键要点。     

一种面向嵌入式系统的进程间消息信方法的设计

描述了具有典型意义的多CPU嵌入式系统的体系结构,详细介绍了一种应用于此种嵌入式系统的分布式操作系统进程间消息通信的方法,又将此方法和常用的分布式操作系统的进程间消息通信方法进行了比较。     

主动网络安全体系结构与主动节点安全机制研究

定义了完整的主动网络安全体系结构，对主动代码运行的各个阶段都进行了安全保护，定义了主动节点的安全体系结构，提出了基于访问控制的主动节点资源管理机制．本文介绍的安全结构和机制已经在“扩展服务路由器”原型系统中实现．     

一种新的大型通用分布式服务器架构

目前许多大型应用如电子商务系统、电子邮件系统、企业信息系统等都是基于大型分布式服务器系统。给出了一种新的大型分布式服务器系统架构的设计与实现，该分布式服务器体系结构为各种大型应用系统提供了一个统一的服务器架构和开发模型。它能够高效处理大量并发业务，容易随着系统业务规模扩大而扩展，并且适用于目前所有操作系统和硬件平台。     

基于SOA的嵌入式安全关键中间件

由于嵌入式安全关键系统自身的特点和应用环境的特殊性,导致了设计分布式嵌入式安全关键应用比一般的嵌入式实时应用要困难得多。提出了一种新的基于SOA构架的自适应安全关键中间件,极大地简化了嵌入式安全关键系统应用的开发,并对相应的体系结构和关键技术进行了讨论。另外,针对嵌入式安全关键系统运行环境的特殊性,重点讨论了SOA构架中基于动态配置服务的端到端的自适应QoS管理机制和实时容错机制的设计和实现。     

ASCM:基于SOA的嵌入式安全关键中间件

由于嵌入式安全关键系统自身的特点和应用环境的特殊性,导致了设计分布式嵌入式安全关键应用比一般的嵌入式实时应用要困难得多。提出了一种新的基于SOA构架的自适应安全关键中间件,极大地简化了嵌入式安全关键系统应用的开发,并对相应的体系结构和关键技术进行了讨论。另外,针对嵌入式安全关键系统运行环境的特殊性,重点讨论了SOA构架中基于动态配置服务的端到端的自适应QoS管理机制和实时容错机制的设计和实现。