高性能安全路由器BW7000的设计与实现

高性能和安全是计算机网络研究的两个主要问题。路由器在保证转发性能的前提下提供网络安全保护已经成为当前的研究热点。文章介绍了在完成国家"八六三"计划重大课题"高性能安全路由器"的过程中解决的若干关键技术问题。高性能安全路由器BW7000基于自主设计的高性能路由器操作系统HEROS。为保证高性能的路由转发,设计实现了基于RAM的高性能路由查找算法;为支持服务质量控制和安全管理,设计实现了基于无冲突HashTrie树的分组分类算法和基于反馈的分布式分组调度算法;为保证网络安全,提出了基于分布式密钥管理的路由器安     

低速无线个域网中的IPv6路由实现

分析了将IPv6与IEEE 802.15.4结合,在硬件平台上实现使用此协议的无线个域网(WPAN).该网络支持AODVjr路由算法,实现短程无线通信.重点论述了IPv6在IEEE 802.15.4上的AODVjr路由算法的实现.它实现了网络层路由表的建立、路由查找和选路等功能.     

一种路由表分布式存储转发架构及其查找算法

面向路由器FIS(Forwarding In Switch, FIS)处理机制,提出了一种基于路由表分布式存储的多级流水并行查找架构,采用多个低速的具有独立转发和交换功能的转发交换结点FSN(Forwarding and Switching Node)构成多级流水线,针对IPv6最长匹配前缀的查找需求,设计了一种基于前缀范围的二分查找算法PSB-BS(Prefix Scope Based Binary Search)：将IPv6转发表组织为分层结构,每一层对应不同长度范围的前缀信息,采用二分查找策略对子树层进行搜索,通过构建非对称二分查找树实现了转发表在FSN结点的分布式存储并能有效降低存储开销及IP查找复杂度.仿真结果表明,与目前Cisco商业路由器广泛采用的树位图算法相比,PSB-BS算法显著降低了存储及访存开销.     

基于二分查找和Trie的IPv6路由查找算法

分析基于前缀长度的二分路由查找算法和基于Trie的路由查找算法的优缺点,在此基础上提出一个改进的路由查找算法,并给出其在IPv6下的实现方案.由于基于前缀长度的二分路由查找算法扩展性好、查找速度快,而基于Trie的路由查找算法实现灵活、转发表动态更新快,这使得所提算法具备路由转发表动态更新快、查找速度快、对前缀长度扩展性好等优点.模拟实验表明该算法能够较好地满足IPv6的要求.     

成果推介

基于穿通一末端网络模型的路由协议测试方法及系统一、项目简介这一项目是由清华大学与清华比威联合承担的国家发改委重大专项、科技部”863“重大专项和信息产业部电子发展基金等多项国家重大项目,在新一代网络体系结构和高性能路由器的研究与产业化方面处于国内领先的位置。BitEngine12000系列“IPv6核心路由器”于2004年5月通过了由信息产业部组织的技术鉴定,由多名院士组成的鉴定委员会一致认为该IPv6核心路由器实现了十余项关键技术,其总体技术达到了国际先进、国内领先水平,在可扩展路由器操作系统BWOS、IPv6/IPv4双栈转发引擎…     

路由器中网络地址翻译软件的设计及关键技术

在网络地址翻译(NAT)技术中,为了有效利用全局IP地址,提高翻译效率,提出一种可以使查找时间达到线性并且循环利用全局IPv4地址的解决方案。利用循环链表分配地址和端口,利用双散列和优化的定时器机制相结合实现映射表项的维护和查找。算法已经在清华大学自主研制的“IPv4/IPv6双栈路由器”中实现,实验得到在10M B/s网卡上吞吐量可达6.8M b/s,平均延迟为0.56m s,都已达到C is-co商用接入路由器的标准。     

一种基于Trie的IPv6路由查找方案

在路由表中高效地查找匹配128位IPv6地址,成为了IPv6技术发展的一大制约因素。经大量研究表明,Trie数据结构是实现高速路由查找和报文转发的关键。本文结合IPv6的地址结构特点,设计出基于Trie数据结构的查找算法,提高了路由查找效率以及报文转发速度。     

基于IPv6路由器的应用研究

通过对R IPng协议的分析研究,在C ISCO路由器上,实现了路由器的IPv6的激活、定制、过滤等功能;同时分析了路由协议存在的问题及解决问题的方法,对网络的组建与升级有一定的指导意义。     

基于IPv6的通信网络多信道协作路由跨层控制系统

针对因IP分配受限而造成的电力通信传输延时与信道冲撞等问题，设计了基于IPv6的电力通信网多信道协作路由跨层控制系统(跨层控制系统).系统硬件部分通过IPv6技术建立通信协议栈，并利用数据库、处理器和控制器等设备实现跨层控制.软件部分利用协议栈生成的信息搭建路由控制系统，并借助多蚁群优化算法寻找电力通信网中多信道协作的最佳通信路径，实现电力通信网多信道协作路由跨层控制.将多蚁群-跨层控制算法与蚁群算法、牛顿算法进行对比实验，结果表明，多蚁群-跨层控制算法延时保持在0.03 s左右，当任务数量小于100时没有出现节点冲撞现象，吞吐量大于520 MB/s,说明系统具有较优的路由跨层控制效果.     

静态路由高级配置研究

考虑到网络中的两种广播域MA(Ethernet、FrameRelay)和P2P(HDLC、PPP)两种传递方式的局限性,配置静态路由时应既配置出站接口又同时配置下一跳IP地址,这样既不会有递归表查询,又不会引起大量的ARP解析,可有效提高路由效率.在DV协议环境中使用静态路由覆盖,通过DVIGP获悉的动态路由条目,可以实现该路由条目的传递过滤。在LS协议环境中使用静态路由覆盖通过LSIGP获悉的动态路由条目,无法实现该路由条目的传递过滤.     

A Wire-speed Routing Lookup Algorithm Based on TCAM

IntroductionInthepastfew years ,theresearchonroutinglookupalgorithmhasmadegreatprogress.Alotofalgorithms,whicharebasedonsoft,protocolandhardwarehaveap pearedinmanyliteratures.The purposeofthesealgo rithmsistosupportfastlookup .Recentlysomenewhard ware basedschemesuseTCAMtoimplementwire speedroutinglookup .TCAMisa parallellookupdevice .TheternarycapabilityallowsTCAMtostoreprefixesandde terminelongestprefixmatching .ThelookupperformanceofTCAM basedschemeisindependentofthesizeofroutetable…     

IPv6低速无线个域网的路由设计与实现

将IPv6技术架构在低速率无线个域网中是当前IETF的重要研究方向，其中路由算法就是关键技术之一，其相关草案正在逐步形成当中。在深入分析传统AODV路由算法基础上，从协议栈和报文格式等角度进行重新设计，提出了适合IPv6低速无线个域网mesh结构的LODV路由算法。     

Linux下Anycast路由协议的设计与实现

讨论了在Linux内核中Anycast路由协议的设计方案和实现技术,将Anycast路由分为内核Anycast路由数据处理、Anycast路由映射表信息的动态交换与更新、主机Anycast组成员信息管理3部分.内核Anycast路由数据处理部分的实现包括Anycast路由软件的设计和Anycast路由过程中的Anycast地址映射算法及映射表维护,在该部分增加了一个核心数据结构即映射表,完成了Anycast地址到Unicast地址的转换.实验结果表明:通过把Anycast路由映射表信息交换系统设计成守护进程,实现了内核映射表信息的动态更新和路由器间映射表信息的交换;通过Anycast组成员之间的信息通信和用户介入控制的方式实现了Anycast组成员的动态管理;采用全IPv6地址和兼容IPv4的IPv6地址进行组管理、映射表信息交换和Anycast路由以及基于HTTP应用的服务测试,可以有效地实现Anycast数据报的转发.     

基于部分匹配方式的可扩展P2P搜索算法

理想的P2P(Peer-to-Peer)搜索算法应该同时具有信息检索水平的查询质量和有效的搜索性能。然而,现有的搜索算法都不能同时较好地满足这两点。基于这两个目标,该文提出一种基于层次聚类的分布层层次聚类(DHC)搜索算法。该算法中首先利用向量空间模型将文件内容表示成向量的形式,然后经过层次聚类操作得到一棵关于全网所有文件向量的层次树,层次树信息分布式地存储于整个网络中,以层次树为路由线索,路由深度不会超过树的高度。初步仿真试验表明,该算法的查全率在80%以上,并具有对数量级的搜索与更新代价。     

Pheromone-Based Ant Routing System for IP Networks

The pheromone-based ant routing algorithm is a distributed routing algorithm with good scalability and robustness. A 2-D cellular automata (CA) model of the computer network was presented to analyze the algorithm. The results show that the procedure of establishing a stable route is self-organized towards the attractive peculiar state, and the duration of time for the routing establishment is power-law distributed. A practical ant routing protocol over an IP network was also presented, and two simulations were done to compare the performance dynamic and the load balancing performance between this protocol and the open shortest path first (OSPF) protocol. The results show that the ant routing protocol out-performs OSPF in these aspects.     

一种基于超级节点的Chord区域搜索算法

 Chord协议是使用分布式散列表(DHT)技术最简单的环状拓扑结构的p2p模型,但是目前对Chord协议的改进,存在着增大路由表和节点状态信息维护开销过大的问题.提出了一种折衷的改进算法,将Chord环分成区域,每个区域选取一个超级节点.通过区域超级节点层次化定位方法,在不增大路由表和节点状态信息维护的情况下,提高了系统的定位效率.实验模拟结果表明节点路由表只需维护O(logk)其它节点信息(k为区域数量),就可大大降低平均查询路径长度.     

低压电力线载波局域网系统的设计与实现

提出了一种基于电力线载波调制器ACPL8300的新型低压电力线载波局域网的设计与实现方法.为使网络具有快速的路由查找和灵活的配置,本系统利用ZigBee的协议栈和路由算法,设计了具有类似ZigBee网络体系结构的小型电力线载波网络并通过嵌入式编程实现.实验结果表明,该网络能够提供稳定的通信质量和智能化的网络管理,因此这种设计可以有效提高网络性能,以满足实际应用的需要.     

基于能量采集的管道物联网路由优化算法

油气管道无线传感器网络的节点根据管道走向呈线性分布,导致无法及时大范围更换能量耗尽节点的电池.虽然能量有效管理始终是制约油气物联网性能的关键因素,但因网络端对端延时决定网络对管道安全事故的反应时间,同样是影响网络性能的关键参数之一.为此,提出基于能量采集的管道物联网网络路由算法,使用能量采集技术,延长网络的使用寿命,并通过选择距离发送较远的节点作为转发节点,有效减少网络的端对端延时.仿真结果表明,与其他机会路由协议和使用能量采集技术的协议对比,该算法能有效兼顾网络寿命和网络延时,提高网络性能.