基于2DMesh拓扑结构的NoC模拟器设计

片上网络模拟器的设计涉及到片上网络的拓扑结构、路由器结构、路由算法、性能分析等诸多方面。从NoC模拟器设计的角度,研究并讨论模拟器所采用的拓扑结构,路由器结构及数据包格式。介绍拓扑结构模拟、IP核模拟、路由模拟,并且用面向对象语言C＋＋实现一个NoC模拟器系统。     

基于2D Mesh拓扑结构的NoC模拟器设计

片上网络模拟器的设计涉及到片上网络的拓扑结构、路由器结构、路由算法、性能分析等诸多方面.从NoC模拟器设计的角度,研究并讨论模拟器所采用的拓扑结构,路由器结构及数据包格式,介绍拓扑结构模拟、IP核模拟、路由模拟,并且用面向对象语言C++实现一个NoC模拟器系统.     

面向星形拓扑片上网络的高性能切片路由器结构

由于具有很好的规整性,mesh成为目前最常用的片上网络拓扑结构.然而mesh有两大缺陷:饱和吞吐量随着网络规模增加而显著降低;结点间的距离由结点的位置确定,极不均衡.提出一种面向星形拓扑的25端口切片路由器结构.它包含5个切片和5个接口部件.与传统的5×5mesh结构相比,基于该路由器的星形拓扑片上网络的面积开销降低51%,单微片报文的平均延时降低约40%,饱和注入率高达0.88,而5×5mesh的饱和注入率仅为0.67.因此,该路由器具有低开销、低延时和高吞吐量等优点.     

一个新颖的模块化NoC路由器设计

片上网络（NoC）作为复杂片上系统的有效解决方案,已经成为研究的热点。互连网络的性能很大程度取决于构建网络的路由器结构。基于时延、吞吐和可靠性等考虑,提出一种基于虫孔交换的模块化设计的路由器结构。该结构采用路径分组,使用更小的交叉开关,同当前设计相比,很大程度上减少了输出端口竞争。且该结构自身具有一定的容错功能。     

基于SystemC的片上网络系统级建模研究

传统的硬件描述语言不适合复杂的基于片上网络的SoC系统级建模,作为IEEE 标准的SystemC语言,比已有的HDL语言在系统级建模与软硬件协同设计方面具有优势,更适合于SoC系统级建模.文中讨论了片上网络特点,分析了SystemC适应于片上网络建模的优点,并使用SystemC构建了一个片上网络的系统级仿真模型.该片上网络采用环行拓扑,基于存储-转发的路由,由链路和路由器构成.该模型可以方便地完成对片上网络多个参数进行修改,完成性能验证.     

一种定制片上网络设计探索算法的设计与实现

设计定制片上网络以满足不同特定应用需求已经成为片上网络设计的发展趋势。定制专用系统一般由各种不同类型的设备组成，将这些设备映射到传统的规则网络拓扑上可能导致较低的性能/开销比。基于精细化设计的定制片上网络成为领域专用系统架构的主流选择。然而，精细化设计也给硬件设计师带来了诸多挑战，传统的手工设计耗费大量时间。因此，探索具有精确化和敏捷化设计特征的定制网络拓扑成为定制片上网络设计的一个重要挑战。为了探索定制片上网络的最佳拓扑结构，设计了一种精确高效的探索算法；同时为了降低时间复杂度，提出了一种启发式线性规划算法HLP,以加快多个网络层之间的遍历速度。与传统的Mesh拓扑结构相比，生成的拓扑结构实现了约20%的性能提升，并将平均跳数减少了约30%。同时，该设计探索算法具有较低的时间复杂度，可以在线性时间复杂度下实现定制片上网络架构的自动生成，具有较高的可扩展性，可应用于大规模片上系统。     

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。     

支持服务质量的片上网络路由器设计

系统芯片的复杂应用使得片上互连成为系统性能的瓶颈,因此出现了以片上网络为核心的通信结构,而路由器是片上网络的关键部件,它完成数据在片上网络拓扑结构上的传输.设计了支持服务质量的片上网络路由器.采用面向连接的细粒度数据交换方式为确保通信服务提供严格的端对端延迟需求,采用无连接的数据交换方式支持尽力而为通信服务,同时采用均衡片上通信负载的路由算法,有效地提高了平均通信性能.     

片上网络路由器及互连低成本测试方法

三维设计的片上网络(Network-on-chip)是当前的热点研究专题。提出一种有效的片上网络路由器和互连测试方法 显得非常重要。文章通过对路由器分类,提出了一种新的片上网络路由器测试方法。将不同输入、输出端口的路由器分 为不同的类。相同分类的路由器是同构的,它们的测试集也是相同的。针对相同路由器提出了一个基于单播的多播方案 (Unicast-based Multicast),并提出了新的互连测试方法。实验结果表明文章方法是有效的。     

分布式环境下的路由器级互联网抗毁性研究

基于MapReduce分布式计算框架对路由器级互联网拓扑的抗毁性进行研究,从连通性和传输效率两个角度衡量网络的拓扑抗毁性,提出了两个抗毁性新测度:网络连通率和网络传输效率比。基于MapReduce设计并实现了互联网抗毁性分析算法(AIIMR),算法在分布式环境下采用不同的攻击策略对互联网拓扑进行仿真攻击。实验对比分析了传统测度在衡量路由器网络时存在的问题,证明了所提测度的有效性。在不同网络上的实验结果表明,路由器级互联网在遭受随机攻击时表现出很强的抗毁性,而在面对蓄意攻击时则表现得十分脆弱。最后,在不同规模的Hadoop集群上进行实验,结果验证了算法的高效性和扩展性。     

基于嵌入式技术的传感器网络无尺度路由算法

提出了一种基于无尺度特征的传感器网络路由算法，该算法可以实现自组创建并动态调整网络的无尺度网络拓扑结构，并在该拓扑结构的上层构成虚拟骨干网，支撑整个网络的数据传输。为提高数据的冗余可靠性，采用了多路径路由的设计原则。同时结合了信息融合的概念，各骨干节点把收到的冗余互补数据遵循“先融合后转发”的原则，可有效地获得被感知对象的确知信息，大大降低了网络的传播代价，提高了网络的生命周期。     

一种新型自适应路由算法

自适应路由算法能够根据网络状态选择路径,可以最大限度地提高网络的性能。构造了一种新型的路由表,设计了基于粒子群优化的自适应网络路由算法（PSORA）。在局域网环境下,对PSORA和基于跳计数准则的RIP的模拟试验表明,在相同的网络负载下PSORA的路由表构造时间略大于RIP,但当网络拓扑变化时,PSORA的收敛速度明显优于RIP。提出的自适应的路由算法能够根据网络变化快速收敛,具有较好的应用价值。     

多网关无线Mesh网络干扰与负载感知路由度量

提出一种应用于多网关无线Mesh网络中的路由度量。首先建立多网关网络模型,获取网络拓扑信息并依此为网络节点分配不同的权值;然后通过网络拓扑信息及无线链路的衰落特性,推导网络中链路信号与干扰噪声比SINR的分布特性,进而计算链路的中断概率和中断速率;最后获取Mesh路由器节点缓存包数量,并计算网关节点容量占比,针对客户端业务和Internet业务设计具有保序性的ILR(Interfere and Load aware Routing)路由度量,网络依据路由度量为客户端业务和Internet业务选路。ILR路由度量考虑了网络干扰因素和负载分布信息,能够有效降低网络干扰,达到网络负载均衡、提高网络吞吐量的目的。     

移动路由系统的网络监测与管理机制

基于无线多链路的移动路由系统为高速行驶的列车上的用户提供了优质的互联网接入服务。为了达到对路由器实时监测和管理的目标,本文分析网络监测与管理系统的设计需求。通过对路由系统原理与功能需求的分析,结合其软硬件条件,给出一种高效、可靠的网络监测与管理机制,并使用Node.js、Express、HTML5及Linux下MySQL等工具加以实现,以Web方式对路由器的网络数据传输进行监测与管理。最终,搭建网络拓扑对该网络监测与管理系统进行测试,结果表明该系统能够很好地满足需求。     

一个面向IPv6的网络拓扑管理系统的实现

探讨了基于IPv6的下一代互联网的拓扑发现遇到的问题,实现了一个基于拓扑结构的IPv6环境下的综合网络管理系统并对实际运行中的各种网络现象进行了分析。目前系统已经在中日IPv6试验网和中国高速互联研究试验网(NSFCNET)上进行了实际测试,发现了若干网络中的配置错误和路由的不稳定性,网络管理员可以根据系统结果调整路由的配置。     

基于HSA的并行网络仿真系统设计与实现

为模拟不同激励下的网络行为,评估网络协议对网络结构发生变化时的反应,在研究了路由器及路由选择协议仿真技术的基础上,结合高性能计算机模拟体系结构HSA,提出并实现了一种并行网络环境仿真系统。通过对通用路由器节点、插件式路由协议、可替换流量节点以及网络拓扑生成部分的具体描述,对该系统作了详尽的探讨。最后通过一个环形拓扑,验证了该并行网络仿真系统与基于单机实现的网络仿真软件相比具有显著的优势。     

云基础设施中TPL2-SW网络模型的优化

为解决传统树型网络拓扑对大规模云集群造成的性能瓶颈,针对一种新的网络模型TPL 2-SW进行优化,提出了多路径负载均衡路由策略(MCLBR)和转发路由的硬件加速方案。通过在节点间建立网状链路,将负载指数纳入路由判定因素,并允许节点间负载分流;同时基于FPGA实现硬件转发路由器,并验证了在二层语义对多跳传输加速的可行性。仿真实验证明,优化方案可以在TPL 2-SW基础上显著提高网络的吞吐量和传输效率。     

支持确定性/自适应路由的低延迟片上路由器设计

自适应路由可以有效地提高片上网络性能,却导致网络中的数据传输乱序.设计了一个两级流水虚拟通道虫孔交换路由器,通过修改数据包的标记位和路由计算单元,使路由器支持确定性和自适应路由算法,简化了数据传输乱序问题;同时,将流经路由器的数据流分为东西和南北2个部分;在此基础上从经典的部分自适应路由出发,增加虚拟通道允许原本禁止的转向,实现了无死锁的自适应路由,并降低了网络延迟与硬件开销.     

支持时延-带宽约束的动态层次组播路由

层次网络及层次路由成为解决大规模网络QoS路由可扩展性问题的一个主要手段.文中对PNNI层次网络模型下的时延-带宽多QoS约束的动态组播路由问题进行了全面研究:在已提出支持时延-带宽约束的拓扑聚集算法(Stair)的基础上,进一步对组播树节点需维护的组播树状态信息及其聚集问题进行研究,并提出"伪树上边界节点"模式的域内组播树状态信息的聚集方法,最后设计了基于聚集拓扑信息和组播树状态信息的动态层次组播路由算法.仿真结果显示,该路由不仅大量压缩了存储和扩散的拓扑信息和组播树状态信息,同时还保持了与平面网络近似的路由效率,实现了大规模网络情况下组播路由的扩展.     

大规模IPv6骨干网拓扑发现研究与实现*

针对目前在大规模IPv6骨干网拓扑发现中普遍存在效率低、无法保证覆盖率的问题,提出一种基于ICMPv6(Internet control messages protocol version 6) 的自学习选取探测目标点的网络拓扑发现方案,并采用IPv6 Source Routing机制解决网络拓扑发现中存在的cross-link问题和路由器多址问题,最后通过对全球IPv6骨干网和国内CERNET2骨干网拓扑发现证明,该方案在保证高覆盖率的前提下,大大提高了拓扑发现效率。