低延迟路由器中高效开关分配机制的实现与评测

开关分配位于片上网络路由器流水线的关键路径上,对路由器以至整个片上网络的性能都会产生很大影响.已有的开关分配方法主要针对标准流水线路由器进行分析改进,缺乏对低延迟路由器中基于时间序列的开关分配方法的研究.本文首次在低延迟路由器上实现了基于时间序列的开关分配机制,并针对分配过程中优先矩阵的构造特点进行了优化改进.仿真实验结果表明在低延迟路由器中采用基于时间序列的开关分配策略可以使片上网络的性能得到很大提升.     

基于弹性需求和动态定价的共享泊位分配

为解决共享车位管理中的车位分配与定价问题,本文考虑价格变化对于用户不同停车时长选择的影响,分析在不同停车收费标准下用户停车时长选择的概率,并采用多项式拟合得到精细化的共享停车需求价格弹性函数。进而,为实现停车场价格的动态调整与车位分配,以平台收益最大与用户步行距离最小为目标,构建基于弹性需求和动态定价的泊位分配非线性混合整数规划模型,并设计了遗传算法。最后,本文设计了包含3个停车场共1000个泊位、共享平台运营时长为3h的算例,对模型及算法加以验证,通过对比分析,基于弹性需求和动态定价的共享泊位分配方案相比于静态定价,实现平台收益增加19%且满足了大部分停车需求,说明动态定价下共享泊位分配模型及算法的有效性,为共享平台的车位管理提供了新思路。     

OFDM系统的自适应分配算法的研究

关于算法的研究可以分为两类:动态算法和静态算法.静态分配算法在没有考虑信道瞬态增益的情况下预先进行子载波分配的.然而实际的通信系统是要支持多用户并发通信的,由于信道衰落存在用户差异性,将自适应技术应用在多用户系统中,根据用户在各子信道上的瞬时特性动态地分配子信道,充分利用信道的瞬时特性进行资源分配,对多用户要求共享同一子载波进行仲裁后完成分配,从而使系统总的发射功率达到最低.     

路由器的配置与调试

路由器是在网络层上实现网络五连的网络设备,本文以锐捷模块化路由器R2624为例,针对网络工作者介绍了路由器的以太网口、Serial口、静态路由、动态路由及帧中继的配置方法,并介绍了路由器的一般故障检查和调试的办法。     

基于分组处理能力共享的低功耗路由器体系结构

为了解决目前互联网中核心路由器功耗大并且功耗效率低的问题,提出了一种基于处理能力共享的路由器体系结构GreenRouter。该结构将路由器线卡拆分为分组处理部分(母板)和接口部分(子板),通过两级交换网络的互连使所有子板共享各母板的分组处理能力。调度算法将路由器各接口到达的流量分配到最小数目的处于工作状态的母板上,关闭其他母板实现节能。研究了GreenRouter的体系结构和运行机制中的关键问题,利用实际网络流量进行的模拟实验表明:GreenRouter在保证网络服务质量的前提下,能够节省超过40%的功耗。     

基于RED算法的共享缓存管理策略

研究在路由器中实现RED(random early detection)算法与共享式缓存管理相结合的新机制.根据每个当前活跃的队列的平均队列长度和整个共享缓存区的平均队列长度来动态调整RED算法的参数,提出了支持RED算法的共享缓存管理策略RED-DT(dynamic threshold), 并进一步对其优化,提出RED-ODT(optimal dynamic threshold)策略.在均衡负载和非均衡负载下进行了仿真实验,将结果与以往的研究结果进行比较后发现 其丢包率更小,缓存利用率更高,同时兼顾公平性. RED-DT和RED-ODT保持了RED机制的优点,并且利于在路由器中实现.     

CAN网络化运动控制系统的动态带宽分配算法

为解决CAN网络化运动控制系统中静态带宽分配算法无法有效利用有限带宽资源的问题,基于反馈控制原理提出了两种动态带宽分配算法.首先,根据网络实际情况和控制需求,通过调整采样周期来实现带宽的按需分配,但采样周期的大幅度波动可能会造成系统失稳和资源过度消耗等问题,为此,通过预设3种采样周期,在3种采样周期间切换以实现带宽动态分配.仿真结果表明,该动态带宽分配算法的性能明显优于固定带宽分配算法.     

Linux模拟IPV6双栈路由器实现方案

介绍了IPV6的网络路由器的原理和在Linux上的具体实现方法。讨论了在Linux下如何搭建IPV6网络试验平台,重点讨论如何将Linux工作站模拟成双栈路由器。然后介绍了静态路由和动态RIPng路由协议在Linux下的实现方法。     

一种新的静态优先级在线节能调度算法

合理运用动态电压调整技术可有效降低嵌入式实时系统能耗.针对静态优先级实时调度,提出了一种能够有效分析松弛时间并尽可能平衡分配松弛时间的在线节能调度算法TPSRM.设计了一种两段式频率执行策略来改变任务执行时间的分配,能充分在线分析各种形式的松弛时间.通过尽可能合理降低高优先级任务的处理器执行频率来实现有效的在线频率调整.实验结果表明TPSRM算法可实现较好的节能效果.     

ATM交换机中动态门限部分缓冲共享的性能分析

讨论了ＡＴＭ 网络中基于部分缓冲共享的动态门限机制。当业务为泊松流,且信元分为高、低两种优先级时,对交换机的性能作了定量的分析,给出各种性能指标的计算公式。计算机仿真结果表明：采用动态门限机制比静态门限更能充分利用资源,降低信元丢失率;动态门限机制是一种简单有效的缓冲控制方式     

异构网络中的分层组播:问题与解决方案

总结了异构网络中分层组播的研究进展.根据数据分层的特点指出要从可扩展性、公平性、是否解决IGMP延时、速率调整粒度等方面综合评估分层方案,将分层组播的设计过程分为层次组织、层速率分配和确定实施主体3个阶段,并据此将现有算法分为累加层与非累加层、静态分层和动态分层、端到端和路由器支持3类,进行了深入的分析和比较.给出了动态分层、控制不良行为者、稀疏环境和无线网络中的分层组播等研究趋势.     

长期演进系统中改进的软频率复用方案

给出改进型软频率复用(SFR)方案的目的在于提高边缘区域的性能,改善传统SFR无法适应长期演进(LTE)系统中业务的动态分布和频谱分配灵活性低的缺点.该方案将一部分频谱资源划分为共享频段,边缘区域对其有较高的优先权.仿真结果表明,改进方案能够有效改善边缘区域性能,提高了频谱分配的灵活性.     

多接口无线mesh网络的信道时空分配

针对多接口无线mesh网络信道分配中存在的共享接口信道依赖问题和网络拓扑改变所导致的链路失效问题,提出了基于图分解的联合空间与时间域的信道分配方法。该方法将信道分配从空间域拓展到时间域,将网络拓扑分解为多个时隙上的子图,然后对每个子图运用图着色算法实现信道分配。该方法中,每个时隙上的子图根据网络约束条件动态获得信道资源,从而提高了无线mesh网络信道分配的效率。通过仿真分析对比了静态信道分配方法,这种信道的时空分配方法能够有效抑制信道分配中产生的波及效应以及信道切换导致的链路失效等消极因素的影响,从而在满足接口数目约束、信道数目约束等约束条件下将无线mesh网络吞吐量提高30%以上。     

基于因素空间决定度的动态因素约简算法

针对因素分析表中的因素实时变化的问题,利用因素空间决定度,给出了动态的因素约简算法.该算法分析了增加因素的决定度与原静态因素约简后因素的决定度之间的大小关系,有效利用原因素分析表静态因素约简的结果.在此基础上,实现了对新增加因素后的因素分析表的动态因素约简.在UCI数据集上的实验结果表明:动态的因素约简算法是有效可行的.     

一种基于分布式动态带宽分配的调度算法的研究

针对共享网络结构模型和消息模型，在分析网络控制系统调度算法特点的基础上提出了一种基于分布式动态带宽分配的调度算法，从带宽分配算法和分布式动态调度的实现方法两方面进行了详细描述。该算法可以满足不同节点的时间精度要求，有效利用了带宽，具有更高的灵活性和更好的容错能力。     

一种非阻塞多VP共享缓冲区的描述符提交机制

针对NIC芯片资源和面积受限的特点,设计了一种资源占用少的多VP共享缓冲区的描述符提交机制DAMQ-PD,设计了地址队列记录每个数据的存储地址,结合每个VP的头尾指针,将各VP分散存储于共享缓冲区的数据链接起来,实现了写、读数据的流水操作.设计了启发式信用管理机制HCM,按需动态给各VP分配信用,自动在PIO和DMA这两种描述符提交方式间切换,避免无信用可分配时可能造成对用户进程的阻塞.分析和模拟结果表明,DAMQ-PD资源占用少、缓冲区利用率高、读写流水、消息发射率高,满足了用户进程提交描述符对低延迟和大容量的性能要求.     

一种提供高效带宽分配和低延迟的片上通信仲裁方法

提出一种“滑动带宽调整窗口”的仲裁方法,适用于片上网络的路由器、多端口的存储控制器和传统的共享总线。通过该仲裁方法,可以细粒度地设置和动态调整系统的通信带宽分配,从而使系统通信带宽分配和通信延迟维持在合理、稳定且符合系统设计要求的状态。实验表明,相比几种流行的仲裁方法,使用该仲裁方法,实际带宽分配与系统要求之间的差距减少了13％,平均通信延迟减少了37.5％,而且其硬件实现代价对于大中规模的系统芯片是完全可以接受的。     

宽带无线频谱分配建模研究

随着无线通信的发展,研究如何提高频谱利用率的方法是必然趋势。本文将具有不同特性的静态频谱,竞拍频谱以及动态频谱进行联合分配研究。对频谱可用性特性指标和基于M-LWDF算法的服务质量指标进行了详细的分析说明。并提出了一种有序匹配算法。该算法通过频谱可用性和服务质量指标的有序对应匹配,实现多种频谱资源相结合环境下的频谱分配方案。并通过与随机分配、先静态、后动态的分配方案进行对比,用MATLAB仿真工具验证了该算法在平均总速率、平均失败次数等方面的优越性。     

基于共享泊位分配模型的新建停车场规模

为缓解城市停车泊位供需不均衡的问题,对城市新建停车场泊位规模问题进行研究.采用共享泊位分配模型对停车需求进行预测,在此基础上引入了灰理想关联熵理论提出停车场规模修正系数概念,实现了对新建停车场泊位数量规模的测算.选取拉萨神力时代商圈范围内的三个新建停车场为研究对象,对其商业区和居住区的停车泊位供给现状、停车需求实际、平均步行距离进行了调研和分析,在此基础上引入粒子群优化算法对共享泊位分配模型进行求解获取新建停车场的停车需求,进而结合修正系数对新建停车场的泊位规模进行确定.研究结果可以有效弥补共享泊位分配模型在实际应用中的不足,为解决城市商圈停车难问题提供一个有效的途径.     

一种高吞吐低延迟片上互连网络路由器

本文提出了一种用于片上互连网络的低延迟高吞吐量动态虚拟输出队列路由器,该路由器可以利用前瞻路由计算和虚拟输出队列方案将路由器延迟减低到两个周期.仿真结果表明,与虫孔路由器和虚通道路由器相比,4×4网格上的网络吞吐量分别提高了46.9%和28.6%,并且在相同输入加速比下,性能比双缓冲虚通道路由器要高1.9%.在随机合成流量下,片上网络的零负载延迟也分别降低了25.6%和41%.设计实现结果表明,路由器的工作频率可以达到2.5 GHz.