分布式路由器中的路由管理模型

高性能分布式路由器中 ,路由管理必须面对两个技术难点 :1)实现高性能的路由查找算法 ;2 )实现主从路由表同步。该文提出一种分布式的路由管理模型 ,给出了这两个技术难点的解决方案。模型实现了路径压缩 Trie树和TCAM硬件相配合的路由查找算法 ,采用了自主设计的过滤算法对路由信息进行过滤 ,并应用 Zebra协议兼容 IPv4和 IPv6路由协议。模型可支持 2 .5 Gb/s接口的分组转发以及 2 0 0 0条 /s的路由更新速度。目前该模型已在国家“八六三”重大攻关项目——“核心路由器”中得到实现     

基于可编程硬件的虚拟路由器控制平面

网络虚拟化是研究网络实验平台的一种重要和有效的技术。为了实现高性能的虚拟路由器并解决现有虚拟路由器转发速率低和隔离性不好的缺陷,该文提出了一种基于可编程硬件的高性能虚拟路由器的设计思路及其控制平面的详细设计和实现。该虚拟路由器以主机虚拟化和VLAN作为隔离技术,可编程硬件负责转发。控制平面通过主机控制软件、虚拟机路由协议软件和虚拟机包处理软件来实现有效的控制。结果表明:该设计具有高度的隔离性,并且转发速率可以达到线速。     

面向路由器的分布式实时操作系统HEROS

分布式实时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 ,设计并实现了实时分布式操作系统 (highly efficient router operat-ing system ,HEROS)。 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实现了一种基于消息传递的分布式任务通信机制和面向网络协议的高性能的缓冲管理机制。基于 HEROS的高性能安全路由器原型系统已经设计完成     

基于IPSec的路由器安全子系统的设计与实现

介绍了清华大学研制的高性能安全路由器中基于IPSec协议族的路由器安全子系统的设计与实现 .其主要特点是将分组过滤和IPSec相结合 ,并在分布式路由器平台上实现其分布式结构 .在实现完善而可靠的安全功能基础上 ,采用各种优化措施最大限度地提高其性能 ,使安全路由器具有实际商用价值     

全分布式分组无线网路由算法的计算机模拟

研究了全分布式分组无线网中的路由管理算法，应用Ｃ语言进行了计算机模拟，实现了节的入网，出网，移动等网络拓扑变化时的路由管理，并可在任何时候打印网络的路由信息，模拟结果验证了核算法的正确性。     

IP波长路由器的设计研究

将IP路由器和光交叉连接器集成在一起构成一种新的节点结构,由这种节点所组成的网络成为一种很有吸引力的下一代光互联网结构。IP波长路由技术就是基于这种网络结构而提出的,它包含了GMPLS（广义多协议标记交换）交换和转发序列中的两种粒度：分组和波长。研究了IP波长路由器的设计问题。首先分析了有关文献中给出的一种节点结构所存在的问题和局限,然后提出一种新型节点结构以解决这些问题。另外,将IP交换的两个协议IFMP (Ipsilon数据流管理协议）和GSMP（通用交换机管理协议）进行适当扩展,用来支持IP波长路由网络。最后对IP波长路由器的主要模块--流分类器的选择以及IP波长路由器性能参量的确定进行了讨论。     

基于梯度和模糊神经网络的容迟网络路由算法

高效的路由算法是保证容迟网络性能的关键技术.为提高适用于容迟网络的路由算法的性能,提出了一种基于梯度和模糊神经网络决策的容迟网络路由算法.该算法具有如下特点:改进了网络描述向量,采用节点自身信息及节点间链路状态信息来描述网络,实现对网络的全面描述;将有限历史信息的动态平均与精确预测相结合,自适应维护网络描述向量的各分量,进而为路由决策提供准确的量度;采用模糊径向基神经网络进行路由决策,实现路由决策过程的智能化;依据多跳传输成功概率引导分组沿梯度方向转发,提高分组转发效率.仿真结果表明,在同等网络条件下,该算法表现出比传染路由算法和下文感知路由算法更优异的网络性能.     

分布式反馈分组调度算法DF2Q

路由器要求提供高速转发性能及高服务质量(Qo S)。支持 Qo S的算法对缓冲队列进行分组调度。输出排队机制可获得要求的 Qo S,却缺少可扩展性 ;输入排队方式扩展性好 ,但缺少必要的 Qo S特性。采用输入输出结合排队方式 ,设计实现了可保证较好可扩展性和 Qo S的分组调度算法 DF2 Q。该调度算法引入反馈机制 ,很好避免内部拥塞和提高资源利用率。 DF2 Q提供和输出端公平排队近似的Qo S保证 ,保证路由器转发性能     

一种基于分支路由器的快速分支组播路由机制

现有基于分支路由器的组播路由机制能有效减少转发状态并提高可扩展性,但这些组播路由机制的加入时延较长,且对分支路由器失效的适应性较差。针对上述问题,提出一种新型的基于分支路由器的快速分支组播(fast branch multicast,FBM)路由机制。FBM结合了已有分支组播路由机制的优点,并通过为接收者预先建立临时转发状态而加快组播加入过程。在NS2中对FBM和其他相关协议进行了实现。仿真和理论分析结果表明,FBM不但可以加快组播加入过程,而且能对组播转发进行有效地控制,以快速适应分支路由器的失效。     

一种基于社交尺度的延迟容忍网络路由算法

为克服传统基于概率的路由协议因消息多次转发而导致的网络开销问题,该文在不需获知目的节点先验知识前提下,基于节点局部信息定义包含延迟度和有效性的节点社交尺度,提出了一种基于社交尺度的延迟容忍网络路由算法。该算法通过自适应选择社交延迟度低节点作为消息中继节点,实现消息的局部快速转发;根据计算节点社交有效性实现消息转发队列的调度管理。实验结果表明:在保证消息投递成功率的前提下,提出的基于社交尺度的延迟容忍网络路由算法有效降低了消息转发数和负载比率,从而降低网络开销。     

一种基于社交尺度的延迟容忍网络路由算法

为克服传统基于概率的路由协议因消息多次转发而导致的网络开销问题,该文在不需获知目的节点先验知识前提下,基于节点局部信息定义包含延迟度和有效性的节点社交尺度,提出了一种基于社交尺度的延迟容忍网络路由算法。该算法通过自适应选择社交延迟度低节点作为消息中继节点,实现消息的局部快速转发;根据计算节点社交有效性实现消息转发队列的调度管理。实验结果表明:在保证消息投递成功率的前提下,提出的基于社交尺度的延迟容忍网络路由算法有效降低了消息转发数和负载比率,从而降低网络开销。     

动态路由选择协议在网络通信中的应用

计算机网络通信使用路由选择可以从一个网络向另一个网络发送数据信息。计算机网络通信中在网间网上移动分组和数据传输的网络映射是用算法和协议动态完成的,这些算法和协议就是我们所说的动态路由选择协议,动态路由协议是路由器在网络层转发分组运用的主要方法。另一种在网间网转发分组的方法是静态路由协议,由管理员手动添加路由到路由表中,文章简单讨论了几种动态路由协议。     

一种基于分支路由器的快速分支组播路由机制

现有基于分支路由器的组播路由机制能有效减少转发状态并提高可扩展性,但这些组播路由机制的加入时延较长,且对分支路由器失效的适应性较差。针对上述问题,提出一种新型的基于分支路由器的快速分支组播(fast branch multicast,FBM)路由机制。FBM结合了已有分支组播路由机制的优点,并通过为接收者预先建立临时转发状态而加快组播加入过程。在NS2中对FBM和其他相关协议进行了实现。仿真和理论分析结果表明,FBM不但可以加快组播加入过程,而且能对组播转发进行有效地控制,以快速适应分支路由器的失效。     

高性能路由器中有扇出分割的多播调度

分析了高性能路由器中多播调度所依赖的体系结构和排队管理后,着重研究了扇出分割机制中实际可行的算法·为了支持对变长数据包的直接调度,从而避免信元重组和失序处理的冗余电路;而且在保证了公平性基础上,能够进一步提高调度转发的吞吐率并方便服务质量管理,提出了一种新的贪婪匹配公平调度算法(PGMF)·仿真结果表明该算法有较好的吞吐率和延迟特性,从硬件设计复杂度角度看,其实现复杂度是较低的·最后在分析对比基础上,给出多播调度算法的研究发展趋势·     

一种数字中继卡路由器的技术研究与分析

基于采用数字中继线和数字中继卡来实现远程LAN间的互连，将远程的多个以太网连接成一个大型的网络系统。对于远程网络的互连，必须选择合适的互连链路即对路由器进行设计。本文对网络层协议和路由选择算法等核心部分的设计与实现作了深入探讨，并提出一个改进的路由更新算法，以加快路由收敛、防止形成环路。分析及试验结果表明，设计是成功的。     

ForCES体系结构下路由器内部路由机制

控制和转发单元分离结构(forwarding and control element separation, ForCES)路由器必须能够支持上百个转发单元(forwarding element, FE), 为解决分组在路由器内部的路由问题,在ForCES路由器拓扑发现的基础上,提出基于标签的内部路由机制.引入备份路径减少了路由恢复时间.若n代表FE结点数, m代表含外部接口的FE数, e代表平均边数,则该机制与OSPF(open shortest path first)相比,计算量由 O(n3)减小为 O(mn2), 通信开销由ne的数量级减至n的数量级.实验结果表明: 转发表更新算法的计算开销优于OSPF.该机制收敛速度快,通信开销小,路径发生故障时能够快速恢复.     

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.     

高速路由器中一种实现QoS保证的分组转发方案

针对入出随机早期检测(RIO)算法对支持区分服务的带宽分配产生偏移问题,提出了一种在边界路由器采用漏桶标记算法,核心路由器采用改进的In和Out随机提前检测算法IRIO,支持区分服务的分组转发方案。用ns2仿真器对方案的带宽使用效率、分组转发时延进行了仿真实验,实验结果证明了该方案可为业务提供跳到跳(HopbyHop)的QoS保证;同时仿真结果显示,IRIO与原RIO相比能个别地控制Out队列长度,表明它能够保护TCP流特性,防备突发分组丢失。     

分组无线网的分层路由技术研究

本文给出的分层路由算法由各分组无线子网完成其子网内的路由,而由分组无线干线网完成干线网络的路由,即路由功能由子网和骨干网两级承担,而不是传统方式的只由骨干网来完成。分层路由技术可以解决因网络规模增大而导致其路由器性能降低直至恶化的问题。     

输出端口编码的可扩展快速转发方法

提出了一种基于路由器端口编码的转发方法(OPCF),该方法通过在通信源和目的间预先建立起面向连接的端口编码路径,可直接根据端口编码对数据包进行路由,避免了路由表查询开销,实现了基于显式路由的灵活快速转发,有助于网络服务质量的提高和流量工程的实现.由于不需要路由器存储和管理除路由表外的额外信息,OPCF可获得良好的扩展性.由于可隐藏数据包的IP地址信息,OPCF能有效增强网络通信的安全性.原型系统上的实验结果表明,该方法能实现比MPLS更低的端到端延时并能有效提高网络的吞吐量.