高速路由器中一种有效的组播交换排队机制

许多Internet新业务产生的网络流量都属于组播类型．高速路由器中组播交换队列设计是解决组播数据在复杂网络中有效传输的关键问题之一．理想情况下,为保证服务的公平性及有效性,不应该在排队和调度时对组播和单播人为地进行区分．在二者共存的情况下,如何进行公平地排队、交换是亟待解决的问题．基于共享存储交换结构,提出了一种有效的组播交换队列设计方案,同时提供了相应的与组播比例和平均扇出相关的缓存管理机制和队列调度算法．仿真结果表明,与在Cisco高端路由器中广泛应用的ESLIP设计方案相比,在输入负载大于80％的重负载环境中,该系统能够获得更低的平均时延和更小的系统丢包率．     

基于统计移位排序结构的高速路由器公平队列调度算法实现

高速化和多媒体化是未来网络的主要发展方向,为了给用户提供可靠的端到端服务质量保证,通常需要在网络的中继节点上引入基于流的队列调度机制。WF^2Q＋队列调度算法即是一种性能优异同时又易于实现的公平队列调度算法。文中提出了一种基于统计移位排序结构的WF^2Q＋算法高速硬件实现方法,该方法充分利用队列的统计信息,以相对较少的硬件资源实现了统计意义上的快速完全排序。FPGA实现的结果表明,该结构可以应用于端口速率为OC－48的高速IP路由器上。     

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。     

支持区分服务的自适应队列调度管理

队列调度是网络中间节点（路由器和交换机）用来支持不同的服务质量所采用的关键机制之一。讨论了DiffServ模型下的WRR算法和DWRR算法，并在DWRR基础上提出一种针对实时多媒体业务的调度算法（ADWRR），同时描述了该算法的实现过程。该算法根据各队列的延迟指数（DI）来动态调整队列的调度次序。AWDRR算法能够降低实时多媒体业务的端对端时延和传输时延抖动，能为实时多媒体业务提供更好的QoS保证。     

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。     

一种改进的移动节点快速切换算法研究与仿真

基于MPLS的移动IPv6网络中每次移动节点发生切换时都需要重建标签交换路径,影响了切换时延和造成了数据丢包.需要重用部分路径使切换时延、信令流量和数据丢包达到最少,提出了一种交叉路由器算法,通过对标签信息库的修改,增加了移动节点地址和时间计数器两个字段,移动节点每次发生切换注册时通过查找修改后的标签信息库中移动节点地址的方法来确认交叉路由器.理论分析显示随着跳数的增加,时延性能越明显,仿真结果证明移动节点在信息注册时信令流量减少了20%.该方案实现了部分路径重用,改善了网络服务质量.     

面向并行DSP应用的双路由多层Mesh结构研究

论文提出了面向并行DSP应用并具备基于QoS控制路由器极大功耗的双路由多层Mesh片上网络互连结构,仿真结果表明该结构与单路由Mesh结构相比可减少功耗31.4%、时延30.6%。     

基于占空比控制和时延保证的传感器网络队列管理算法

为了在保证无线传感器网络时延要求的同时最小化功率消耗,提出一种基于占空比控制和时延保证的传感器网络队列管理算法(DQC).该算法根据不断变化的网络条件,为了更好地控制节点占空比和队列阈值,采用一种双向控制器,该控制器提供一种延迟通知机制,可以根据应用需求和时变时延要求为每个节点确定一个适当的休眠时间和队列长度,并基于控制理论推导出双向控制器的稳定状态,获得了保证稳定状态的渐近稳定控制参数的条件.实验仿真结果表明,相比基于自适应占空比控制的算法和基于拥塞性能改进的队列管理机制,所提算法在端至端延迟时间上分别缩短了38.8%和36.0%的时间,平均功率消耗分别减少了46.5mW和27.5mW,在延迟时间的控制和能量效率的提升上表现出了更好的性能.     

低功耗片上网络路由器设计

针对片上网络路由器功耗问题,在系统级层次上对影响路由器功耗的虚通道数目、缓存深度和数据微片位数等关键因素进行了研究。提出了综合多种功耗关键因素以及虚拟通道共享交叉开关输入端口的功耗降低方法,设计实现了一种低能耗的NoC路由器。实验结果表明,与Alpha 21364路由器和IBM InfiniBand路由器相比,所设计的路由器具有较低的功耗。     

控制时延的主动队列管理算法

针对现有的主动队列管理(AQM)算法造成的队列时延无法满足VoIP、音视频等流媒体传输需求的问题,提出一种直接控制队列时延的主动队列管理算法——DCQA。该算法使用PID控制器计算路由器缓存的数据包丢弃概率,用其对即将进入缓存排队的数据包做丢包判断并采取相应动作,以控制队列时延在期望值以下。实验仿真了3种网络环境下DCQA的性能,链路利用率分别是99.93%、99.88%和99.95%。并且,队列时延分别有50.45%、51.59%、52.4%被控制在期望值以下,比CoDel算法分别提高了3.6%、40.53%、50.69%。实验结果表明,DCQA在不同的网络环境中都可以获得较高的链路利用率,而且控制队列时延的能力优于CoDel算法,适用于流媒体的传输。     

新型路由器体系结构研究综述

计算机网络的管理与控制变得越来越复杂,人们对网络互连的关键设备--路由器提出了越来越高的要求。新型路由器控制体系结构必须考虑系统的开放性、可扩展性、可伸缩性、安全性、用户选择与应用感知等问题。本文分析了新型路由器控制体系结构的研究现状,重点介绍了主动网络、可编程网络、开放网络控制、软件可扩展路由器以及面向用户选择的网络控制等技术。     

Cisco路由器和RRAS作为边缘路由器的对比

中小企业选择边缘路由器时一般选择的是硬件产品。Windows Serve路由与远程访问的出现为该类企业提供了全新的选择。本文就Cisco路由器与Windows Serve路由和远程访问的各方面情况进行对比。希望能给中小企业选择边缘路由器时提供参考。     

可编程路由器技术研究

可编程路由器是一种能从功能上分解成若干组件与接口,并能通过配置和与编程,实现灵活而动态地部署新服务、新协议和减轻网络管理负担的路由设备.本文调研了可编程路由器相关研究工作;讨论了可编程路由器与传统路由器、可扩展路由器、主动网络节点、可重构路由器的区别;重点说明了可编程路由器的架构及其数据路径的可编程性;同时也对可编程路由器的平台重构、网络管理及创新应用等方面进行了考察,最后对工作进行了总结并讨论了未来可能的研究方向.     

基于HCM的可扩展路由器体系结构MER

本文提出了基于层次化协同模型的多维可扩展路由器MER。参考Open Router路由器模型,利用层次化协同模型实现了独立于数据层的控制平台CSP,奠定了开放控制的基础;基于功能插件和抽象插件构造了基于插件的路由器抽象层PRA,分离了控制与转发平面,支持路由器转发平面功能的动态扩展;并举例说明了MER中高效的网络应用控制路由选择机制,体现了直接控制原理,有助于设计更为复杂的控制策略。模拟结果表明,MER具有良好的扩展性,支持网络应用直接控制,为控制平面智能化奠定基础。     

一种基于通用操作系统的交换式路由器操作系统实现

提出了一种将通用操作系统及其上层路由软件移植到交换式路由器平台上的方案。此方案可以向上屏蔽交换式路由器与传统的路由器体系结构上的区别．从而把通用操作系统及其上层路由软件移植到交换式路由器的平台上；同时兼顾数据通信和管理维护方面的需求，为上层路由软件提供了与传统路由器相同的接口，从而使基于通用操作系统的路由软件可以在不损失可升级性的务件下快速移植到交换式路由器上。实际应用证实了该方案具有良好的灵活性和兼容性。     

IPSec在路由器中的实现

IPSec是由Internet工程技术任务组(IETF)开发的开放标准框架。它提供了在Internet这样无保护的网络中传送敏感信息的安全保证。它在网络层发挥作用,对参与IPSec的设备(即对等设备)之间传输的IP包进行保护和认证。本文研究的主要内容是IPSec的体系结构;并且在此基础上,研究了IPSec在路由器中实现的方式。     

可扩展路由器控制平面的高性能通信模型

可扩展路由器控制平面节点间通信的瓶颈问题是制约软件体系结构大规模扩展的关键因素.针对此问题,在传统的软件体系结构的支撑模型中引入了传输适配子层的结构,上行的数据流经特征抽取与已注册的任务进行模式匹配,从而完成了对控制信息流基于内容的分类与分流,提高了其有效通信率.进一步根据任务的分布率、分散数和流量率这3个特征对模型进行了性能分析,表明了适配层的引入可以消除面间冗余流量和通信的可扩展瓶颈.最后通过实验验证了理论分析的正确性.     

基于IPv6选播路由协议的负载平衡研究

为了提高网络服务的质量,在Internet上经常采用复制的方法产生一组镜像服务器。选播是在单个发送者与一组接收者中任意一个主机之间的数据通信,选播服务可以改善网络负载分布和简化网络应用;根据路径的距离,发往某选播地址的数据包被路由到拥有该地址且最近的镜像服务器;然而,最近的镜像服务器不一定是最佳的镜像服务器。负载平衡是一种通过充分利用所提供的冗余多链路进行业务量分配的模式。基于IPv6选播路由协议,文章提出了一个新的协议模型,通过TCP连接总数确定选播地址对应的最佳服务器,有效地解决由当前选播路由协议确定的最近服务器产生网络拥塞时如何改善路由策略问题,从而实现负载平衡并提高网络的传输性能。     

Hierarchical channel router

The channel routing problem is a special case of the wire routing problem when interconnections have to be performed within a rectangular strip having no obstructions between terminals located on opposite sides of the rectangle.We present here a new channel routing algorithm, based on reduction of the problem to the case of a ($\text{2 × n}$) grid and on consistent utilization of a ‘divide-and-conquer’ approach. For the current implementation of the algorithm, the running time is proportional to $\text{N}{}^1\text{n}\text{log}\text{(m)}$ where $\text{N}$ is the number of nets, $\text{n}$ the length of the channel (number of columns) and $\text{m}$ the width of the channel (number of tracks).Traditional technological restrictions are assumed, ie, net terminals are located on vertical grid lines, two wiring layers are available for interconnections. One layer is used exclusively for vertical segments and another for horizontal. Vias are introduced for each layer change.This algorithm consistently outperforms several known routers in quality of wiring. We tested the algorithm on several benchmark problems. One of them, Deutsch's ‘difficult example’, was routed with only 19 horizontal wiring tracks (the absolute minimum for this case), whereas all other known routers required 20 or more tracks.     

试议路由器的选择

随着Internet的高速发展,不同类型网络之间互联的需求也在迅猛增加,而路由器的作用就是将不同类型网络或网段之间的数据信息进行＂翻译＂,以使它们能够相互＂读＂懂对方的数据,从而构成一个更大的网络。因此,路由器在网络中的地位也越来越重要。然而路由器品牌众多,而且不同品牌下的型号也是相当繁多,所以如何购买合适的路由器成为网络设备采购的重要问题。本文主要介绍了路由器的功能作用、品牌和性能指标,给出了对于不同网络类型,如何进行路由器选择的建议。