高性能路由器内部流控机制的研究

论文摘要

互联网规模的不断扩大以及各种大数据量业务的出现对路由器分组处理能力的要求大大提高。路由器不再是简单的转发报文，还需要在处理过程中考虑服务质量、流量整型、预测和防止网络拥塞等问题。 本文首先通过对高性能路由器体系结构的分析，指出流量控制技术在高性能路由器设计中越来越重要，直接影响路由器的整体性能和丢包率。然后通过对路由器内部各种存储缓冲区结构进行分析，提出路由器内部流量控制参考模型以及适合该模型的流控机制。本文还详细分析了网络处理器论坛NPSI规范中的流控技术，介绍了核心路由器中流控技术的实现。文章最后针对高性能路由器的发展趋势，对集群路由器中采用的流控机制进行了大量的模拟和分析。本文的主要贡献包括： (1)针对目前对路由器流控方面研究不是很多，作者详细地归纳分析和比较了历代路由器对流控的应用需求问题； (2)提出了路由器内部缓冲区之间的三种关系模型，在此基础上认为路由器内部缓冲关系是三种不同方式的叠加，宜于采用多种流控机制，并给出了相应的几种流控机制参考方案； (3)最后对集群路由器内部流控机制研究做了大量的比较基础的模拟分析工作，为以后更深入的研究提供了有价值的资料。 综上所述，本文针对高性能路由器中的流控问题进行了一系列的研究，研究成果对下一代高性能路由器体系结构研究和实现技术具有重要意义。

论文目录

• 图目录
• 表目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 高性能路由器体系结构发展
• 1.2 路由器内部流控机制应用
• 1.2.1 流控基本原理
• 1.2.2 流控在路由器中的应用
• 1.3 本文研究内容及贡献
• 1.4 本文组织结构
• 第二章 路由器内部流控机制
• 2.1 典型流控机制
• 2.1.1 基于速率的流控机制
• 2.1.2 基于信用的流控机制
• 2.1.3 基于反压的流控机制
• 2.1.4 三种流控机制比较
• 2.2 路由器内部流控机制选择
• 2.3 路由器内部流控机制参考模型
• 2.4 本章小结
• 第三章 NPSI流控技术及其应用
• 3.1 NPSI流接口简介
• 3.1.1 NPSI流接口模型
• 3.1.2 NPSI基本特性
• 3.1.3 NPSI流接口信号
• 3.2 NPSI中的流控技术
• 3.2.1 NPE-Fabric模式流控技术
• 3.2.2 NPE-NPE模式流控技术
• 3.3 GF9200路由器中的流控实现
• 3.3.1 GF9200IPv6路由器简介
• 3.3.2 GF9200流控技术的实现
• 3.4 本章小结
• 第四章 集群路由器中的流控机制
• 4.1 集群路由器体系结构
• 4.2 集群路由器内部节点间拥塞分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 结束语
• 5.1 已完成的工作
• 5.2 进一步的工作
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 参考文献