CSRouter：服务可扩展的路由器体系结构

互联网应用的发展促进了网络从面向端—端数据传输的"管道"向集成计算资源、存储资源和网络资源的"平台"模型的发展。以统一交换技术为基础的路由器系统区域网连接转发引擎、服务单元和存储单元等资源,建立了新型计算—存储—转发处理模型。基于NetMagic平台和IEF交换系统实现了CSRouter原型系统。报文缓存应用测试表明,路由器系统区域网能够在转发引擎和服务单元之间提供高带宽高可靠的互连,基于系统区域网的路由器能够利用计算资源和存储资源对IP报文进行深度处理,加速网络应用,增强路由器服务可扩展性。     

对软件定义网络数据面抽象的重新思考

提出了一种基于标签的更加灵活的SDN交换机数据面抽象——LabelCast.LabelCast利用标签交换机制解决SDN交换机中的复杂规则匹配问题,采用Cast程序扩展机制解决交换机转发面的功能可编程问题.LabelCast不但可以简化SDN数据面规则匹配复杂性,还可以通过在数据面加载应用的处理程序支持可编程的数据面功能扩展.     

一种面向可编程确定性零拷贝的FPGA加速器

随着网络规模的进一步扩展,传统B/S架构的单体应用逐渐被微服务所代替,服务的拆分使得API的规模呈指数增长.而商用网卡处理在处理海量的微服务请求时,在确定性、可编程和数据拷贝三个方面表现出巨大的局限性.为保证各网络节点高效、灵活、精确地处理服务请求,本文提出可编程确定性的多队列FPGA加速器原型.该加速器依托多个硬件队列以及队列管理单元,扩展基于规则的RSS算法,实现serverless友好的数据包分发.添加PTP硬件时钟组件,与队列管理单元协同控制对数据包的确定性发送.为提升网络节点的数据收发效率,设计了适配FPGA加速器的驱动程序,实现数据包收发的零拷贝.在支持100Gbps线速率的FPGA上进行的实验表明,该加速器可以支持不同数据包大小的多队列的零拷贝传输,定义网路节点的转发行为,并在8个核心的FPGA设备上接近线速率处理数据,此外,它还支持以接近ovs-DPDK的低延迟进行数据包转发,在一定程度上克服了商业网卡在面向微服务架构时的局限性.     

网络功能虚拟化技术综述

无论是企业网还是数据中心,为实现相关应用功能、提升网络性能和加强网络安全等部署了大量的网络功能设备,但这些网络功能设备大多基于硬件,存在功能固化、扩展能力差、统一管理困难等问题。为解决上述问题,学术界和工业界不约而同将目光投向了网络功能虚拟化NFV技术。通过解耦网络功能和物理设备,使网络功能不受物理设备的约束,便于网络设备服务的升级更新,同时,NFV为新的体系结构、系统和应用的产生提供了可能。首先介绍了NFV技术,并与云计算和SDN进行对比,然后从VNF的系统结构、数据平面、控制平面、部署方式、实现语言和应用6个维度详细阐述了当前的研究成果,最后总结并展望了NFV未来的研究发展方向。     

一种支持高速IPv6转发的路由器体系结构FIS

本文提出了一种在交换网络中执行转发操作的路由器体系结构,采用多个低速且具有独立转发和交换功能的转发交换结点FSN,组成多级流水线结构,以流水的方式执行报文转发和交换。本文对FIS中实现IPv6转发的关键技术—IPv6转发表的分解、转发表到FSN结点的映射、IPv6转发引擎的设计及报文调度算法进行了深入的研究,并基于FIS体系结构提出了易于硬件实现的IPv6查找机制和基于Hash老化的报文调度算法,为下一步FIS原型系统的实现提供了切实可行的方案。     

基于源地址隐匿的IPv6站点多宿主研究

IPv6站点多宿主是下一代互联网络的重要服务方式,可以通过主链路或次链路发送用户数据。选择次链路能够维持会话存海洼,却与上游网络提供者实施的准入过滤机制之间存在冲突。针对该问题,本文提出了一种基于源地址隐匿的IPv6站点多宿主方法,保证了会话存活性。实验分析表明,SAS与隧道机制、Shim6等其他多宿主方法相比,具有更更多的性能优点。     

可重构路由器报文转发引擎设计与实现

网络处理功能的时空演化特性要求可重构路由器报文转发引擎除具有基本报文分组交换能力外,还应具有可重构能力。针对上述需求,构建了面向可重构路由器的报文转发引擎构件重构模型,并基于Pass-Through模式设计实现了可重构FPGA器件与网络处理器相结合的程序/电路构件运行环境。系统实现与应用测试结果表明,可重构路由器报文转发引擎在保证高吞吐率、低延迟的报文转发处理性能的同时,可有效支撑多样化业务构件灵活重构与映射。     

甲苯甲醇烷基化合成对二甲苯催化剂研究进展

甲苯甲醇烷基化是新型高选择性合成对二甲苯的方法,可以解决石化行业甲苯和甲醇过剩问题,具有较高的工业开发价值。在具有B酸中心及特殊孔结构的分子筛催化下,甲苯甲醇发生苯环上亲电取代反应得到对二甲苯。甲苯甲醇烷基化催化剂主要有Y沸石催化剂、SAPO及MCM-22和ZSM-5分子筛催化剂等,研究较多的是ZSM-5分子筛催化剂。通过对ZSM-5分子筛进行金属、非金属或复合改性后,可以显著提高烷基化反应转化率和选择性。未来研究的主要目标是获得选择性高且稳定性好的催化剂。     

基于IB统一交换技术的存储系统研究与实现

目前存储系统主要采用FC互连,虽然可靠,但价格昂贵;而端系统的接入网络通常采用Ethernet互连,为了实现与存储系统的互连,服务器需要安装双网卡和双协议栈。这种架构设备多,网络拓扑复杂,管理和维护困难,迫切需要提供统一的物理基础设施来承载Ethernet数据和FC数据。提出基于IB统一交换技术构造存储系统的方法,详细分析网络端口虚拟化,无状态协议转换等关键技术,实现了IB转Ethernet和IB转FC网关,搭建了基于IB统一交换技术的存储系统的原型系统,支持客户端、文件系统服务器和存储阵列等统一接入和统一交换。最后,对端系统访问存储阵列的聚合带宽、延迟等进行测试,充分论证了系统的高效性和可扩展性。     

面向移动高端装备的银河衡芯敏捷交换芯片

面向为航空航天、舰船等移动高端装备提供受限条件下的高算力,嵌入式云、天基超算等集成多样化异构资源的集中式计算平台逐渐成为新一代高端装备电子信息系统的研究热点.现有商用以太网交换芯片面向数据中心、园区网等大规模高性能网络组网需求设计,难以满足移动高端装备集中式计算平台在能效、散热、业务优化等方面的敏捷交换需求.面向为移动高端装备中异构计算资源提供高能效、低功耗的敏捷连接能力,国防科技大学计算机学院提出了端到端敏捷交换解决方案,并自主研发了系列化银河衡芯敏捷交换芯片,是现有国产以太网交换芯片的有力补充.其中,YHHX-DS40嵌入式敏捷交换芯片面向数据流交换,集成4个万兆以太网接口和4个千兆以太网接口,支持应用层精细交换和异构资源统一连接,具有全线速交换能力,典型功耗仅为1.6W.