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．     

PPP协议在高性能IPv6路由器中的应用

随着在高速路由器和核心交换机上POS技术的广泛应用,PPP协议的使用也越来越广泛,其作为二层协议运行在POS口上,与微码和驱动共同支撑POS板的正常运行,以实现数据报文的快速转发。在高性能IPv6路由器中,PPP协议不但要实现将IPv4报文封装转发,同样也要实现对IPv6报文的封装转发,这就要用到PPP中关于IPv6的技术和相关协议。IPv6CP就是PPP协议中协商IPv6的控制协议,并在开源的TCP／IP—Kame协议栈中实现了PPP对IPv6包的转发。     

IPv6路由器面向PIM-SMv2的分布式组播转发研究

研究了路由器运行PIM-SMv2组播协议时IPv6组播转发过程.针对分布式路由器,设计了组播转发表优化分布式存储及组播报文两级转发方案提高性能.分析及测试表明,该设计能够较大地提高分布式路由器系统中的IPv6组播转发性能.基于软件转发进行研究,对硬件线速转发提供了极大价值的参考.     

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。     

分段存储的CAM+SRAM高速IPv6路由查找方案

为了提高路由查找的速度,路由器的转发单元目前大多采用基于CAM的硬件解决方案。论文针对IPv6路由器的特性,设计并实现了一种分段存储的“CAM+SRAM”高速路由查找机制,有效地解决了单块CAM容量不足、无法满足地址位较宽的IPv6分组路由查找的缺点。该方案已经用于国家“863”重点项目“IPv6路由器”中,取得了良好的效果。     

面向分布式路由协议的跨越IPv6网络的IPv4自动隧道

随着中国下一代互联网示范项目的实施，IPv6骨干网已经建成并逐步走向实用，出现了大规模复杂的IPv4网络通过IPv6骨干网互连的需求．但是目前没有一种自动隧道机制能够满足这种复杂的路由和分组传播需求．本文提出了4t06自动隧道机制，该过渡机制通过自动发现、分层建连的特性能够在IPv6网络上为IPv4路由协议建立起一个层次清晰的虚链路拓扑，为路由信息传播提供保障．并且，其分组按照标准的过程进行路由查找和转发，在IPv4／v6边界处对IPv4分组做适当的封装以及解封装的操作，从而实现IPv4网络通过IPv6骨干网互连．文章对4t06隧道机制进行了深入分析，系统实现以及实际测试结果表明，该机制能够在IPv6／IPv4大规模骨干网络之间复杂互联环境下，实现面向路由协议的基于高速IPv6骨干网的IPv4网络互联互通     

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。     

高性能IPv6核心路由器网管系统中MIB模块的实现

MIB是网络管理子系统各功能间的公共接口．是实现整个网络的关键。本文介绍了一种在高性能IPv6路由器网管中实现MIB的方式。讨论了高性能IPv6核心路由器网管系统私有MIB的设计过程，并对实现过程中涉及的MIB编译器的使用和MIB表的存取做了详细的说明。     

快速更新IPv4/IPv6双栈路由查找算法与实现

IPv4/IPv6双栈核心路由器需要一体化高效路由查找．但常用的单步TCAM路由查找方案要求转发表的存储必须按前缀长度相对地址降序排列，这种与地址关联的排序操作影响表项的更新速度和路由查找流程的连续性．提出并实现了一种独特的对前缀范围对分搜索的IPv4／IPv6双栈一体化多步TCAM流水查找方法．突出特点是转发表不需排序、查找速率高、表项更新快、查表连续性好．可满足IPv4／IPv6双协议栈核心路由器OC-768（40Gbps）端口、48B包的线速转发．     

基于IPV6的BGP协议实现技术

BGP是一个在自治系统间运行的动态路由协议，其功能是在自治系统间交换网络层可达信息。它是骨干路由器必须支持的协议。现在随着IPv6的进一步发展壮大，如何在IPv6下实现BGP协议就成为了急需解决的问题。文中着重于IPv6下BGP的具体实现，主要介绍了其体系结构、模块划分及在实现中的若干关键问题。在系统设计完成以后．利用Sprient的协议测试系统对核心路由器上运行的BGP协议软件进行了一致性和性能测试，其测试结果表明已经很好地完成了设计目标。     

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。     

基于多协议单通道处理的超高速转发引擎设计

基于IPv6、MPLS的新兴业务不断承载到IP网，要求路由器转发引擎同时支持IPv4、IPv6、MPLS报文的线速转发。出于简化处理设计的考虑，常规的实现方法是在FPGA中对不同协议类型的报文建立各自的处理通道，浪费了大量的芯片内部逻辑和存储资源。该文从节省FPGA资源的角度出发，提出了一种对IPv4、IPv6、MPLS报文采用单通道处理机制的转发引擎设计方案。分析表明，该方案支持10Gbps混和报文的线速转发。     

MPFS: A truly scalable router architecture for next generation Internet

A new generation architecture of IP routers called massive parallel forwarding and switching （MPFS） is proposed, which is totally different from modern routers. The basic idea of MPFS is mapping complicated forwarding process into multilevel scalable switch fabric so as to implement packet forwarding in a pipelining and distributed way. This processing mechanism is named forwarding in switching （FIS）. By interconnecting multi-stage, lower speed components, called forwarding and switching nodes （FSN）, MPFS achieves better scalability in forwarding and switching performance just like MPP. We put emphasis upon IPv6 lookup problem in MPFS and propose a method for partitioning IPv6 FIB and mapping them to switch fabric. Simulation and computation results suggest that MPFS routers can support line-speed forwarding with a million of IPv6 prefixes at 40 Gbps. We also propose an implementation of 160 Tbps core router based on MPFS architecture at last.     

最长前缀匹配查找的索引分离trie树结构及其算法

Internet的飞速发展要求核心路由器每秒能转发几百万个以上的分组,实现高速分组转发的关键是路由表的组织和快速的路由查找算法。索引分离trie树结构建立了具有k比特的一级索引,m比特的二级索引和步宽为s、最大深度为m/s的多分支trie树结构。在这种数据结构中进行最长前缀匹配查找的算法复杂度为:O(m/s+2)。它具有算法简单、查找速度快、易于更新、便于向IPv6过渡等特点,是一种综合性能较好的快速最长前缀匹配查找算法。     

一种基于并行处理的IPv6组播包高速转发实现方法

总结PIM-SM协议要求的IPv6组播包转发处理流程，并在可靠性不变的前提下改进了该流程。提出了一种IPv6组播包高速转发实现的平台结构-分布式并行多处理器交换结构和一种基于并行处理的IPv6组播包高速转发实现方法——高速组播包并行转发处理方法。     

一种基于哈希表和Trie树的快速IP路由查找算法

Internet的飞速发展要求核心路由器每秒能转发几百万个以上的分组,实现高速分组转发的关键是路由表的组织和快速的路由查找算法。论文提出了一种基于8比特的前向查找表(LFT)和7比特的简单二进制回退查找Trie树(HBT)的IP路由查找算法。算法综合考虑了IP地址的分布特点,兼顾了查找速度、存储空间利用、硬件实现,以及向IPv6过渡等几个因素。具有算法简单、查找速度较快、存储空间利用率较高、易于扩展和便于硬件实现等特点。     

转发控制分离的IPv6路由器控制体系结构研究

路由器体系结构是决定路由器性能和功能的主导因素。一方面，路由器的功能需求越来越复杂；另一方面，为了满足转发性能需求，普遍采用硬件进行转发。为此，转发控制分离成为一种全新的路由器体系结构。本文在研究分析转发控制分离体系结构的基础上，提出了一种针对IPv6的转发控制分离路由器控制体系结构，并重点研究了转发与控制制分离后所带来的问题，最后设计和实现了一个原型系统。