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．     

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。     

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 了基于优先级的抢行式调度、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CompactPCI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。     

分布式路由器中高可靠双消息通道的设计与实现

随着Internet的发展,分布式路由器需要更高速、更可靠的内部节点通信机制。论文给出了高端路由器中基于VxFusion的双消息通道的设计,提出了负载分担策略及故障备份策略,同时描述了为实现双消息通道而对VxFusion部件的修改和以太网驱动的相关设计。测试表明该设计能够很好地完成路由器系统板间的负载分担及故障备份功能。     

分布式高性能路由器邻居发现协议实现研究

邻居发现（ND）协议是网络设备必须支持的协议之一。基于Linux操作系统，本文提出了适合于具有分布式结构的T比特级高性能路由器的一种ND协议实现方案，该方案利用Linux内核提供的netlink机制，分别给出了T比特路由器中先应式地址解析以及主机路由的实现方法，测试结果表明，该方案使得T比特路由器控制平面能够高效可靠地完成邻居发现功能。     

基于路由器代理的分布式湮没检测系统

TCP同步湮没是最常见也是最重要的拒绝服务攻击，研究其防范措施对保障网络安全具有重要意义．为弥补状态检测防火墙和基于服务器方案等传统对策的不足，湮没检测系统FDS在叶节点路由器上监控TCP控制分组，根据“SYN-FIN匹配对”协议特性对本地统计信息进行分析以检测攻击．为保护大规模网络，该文将基于代理的分布式入侵检测理论与湮没攻击检测结合，给出了面向硬件的简化系统SFDS．以SFDS作为集成在路由器网络接口的检测代理，提出了一种高性能的分布式湮没检测系统并论述了其全局判决机理．     

IP路由器中流量控制机制的研究

本文针对基于网络处理器体系结构的IP路由器中流量控制技术进行研究，讨论并比较了基于速率和基于信用两种流控方式的优缺点，认为在路由器内部适于采用基于信用的流量控制机制。然后，基于NPSI接口规范提出了IP路由器中流量控制机制的参考模型，最后介绍了流量控制机制在高性能IPv6路由器中的具体实现。     

织女星网格路由器的应用与改进

资源发现是网格(grid)需要解决的一个核心问题．织女星(Vega)网格提出了一种完全分布式的资源发现机制：网格路由器，它以类似IP路由器的方式进行工作．为了体现网格路由器的特点及提供使用案例，设计和实现了一种基于网格的在线游戏服务平台，称为织女星游戏网格．针对网格路由器在该应用中出现的问题，对网格路由器进行了如下改进：基于UDP协议实现资源请求路由转发协议；通过IP协议测量网格路由器之间的物理网络距离；资源无需手工注册到网格路由器上即可被发现；基于图的遍历算法，对于SD-RT算法进行了改进．     

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。     

线速取余的分段递归查表机制

线速处理是核心路由器的关键性能需求，在ATM线路接口的硬件设计中，需要进行G比特级的线速取余运算。在对线速取余的实现进行了研究后，利用对2^n取余的简便性，将被除数进行分段，同时结合递归查表的方式，提出一种具有一般性的对非2^n取余的分段式递归查表机制，解决了G比特级线速取余的问题，并在IPv6核心路由器中得到了应用。     

A Distributed Shared-Memory System on a Workstation Cluster Using Fast Serial Links

In this paper, a fast serial link, Serial Transparent Asynchronous First-in First-out Link (STAFF-Link), is introduced. Using such links, we construct a parallel processing system based on a workstation cluster. The workstation cluster implements a distributed sharedmemory mechanism for inter-process communication using a software controlled cache using a STAFF-Link router board. The board has a chained multicast capability with which we have implemented efficient invalidation protocol based on Eager Release Consistency (ERC) model in the DSM system. Performance results on several application programs from the SPLASH2 benchmark suites have been measured.     

片上网络中低延时可扩展的路由器结构设计

为了满足片上网络中路由器能同时支持多个IP核的要求,并同时具有较好的延时性能,设计了一种分布式路由和仲裁的路由器结构。其中的仲裁模块根据当前路由器各输入端口的请求状态和下一路由器相应输入端口缓冲器的状态进行仲裁,此仲裁方法提高了数据包传输的成功率,从而降低了传输延时,使路由器具有良好的延时性能,同时仿真结果表明:该路由器在面积开销方面具有良好的可扩展性。     

一种接入路由器时延的在线测量方法

接入路由器时延的在线测量对网络监管非常重要,目前的测量方法实施成本较高。本文将主动测量与被动测量相结合,提出了一种简单实时的接入路由器时延在线测量方法。该方法易实施、完全实时、成本低、适于普遍采用。通过对湖南大学校园网接入路由器的测量实验表明,该方法是有效的。