一、PERFORMANCE COMPARISON OF CELL-BASED AND PACKET-BASED SWITCHING SCHEMES FOR SHARED MEMORY SWITCHES（论文文献综述）
单安童[1]（2021）在《高速交换机智能缓存管理机制验证平台的设计与实现》文中提出由于近几年网络发展迅速,导致传统网络很难应对复杂的上层应用。为了优化传统网络,提升基础设施的性能尤为关键。同时机器学习发展迅速,取得许多不错的成果。很多算法研究人员开始尝试利用机器学习来提升网络设备性能,比如队列调度、缓存管理和拥塞控制等方面。调查表明,传统的交换机共享缓存分配机制存在很大的提升空间。假如能将机器学习应用到共享缓存分配中定会带来效率提升。但是目前的仿真环境都很难反应真实网络的变化且无法方便地接入机器学习模块。存在算法研究人员难以训练与评估算法模型性能的问题。在这种背景下,算法研究人员需要一种高效的机器学习训练与评估验证平台。本论文着重于解决算法研究人员算法模型难以训练和测试的问题。本文基于共享缓存交换机中的缓存管理,利用DPDK（Data Plane Development Kit）技术开发交换机智能缓存管理机制验证平台。本系统具备的功能模块有交换机数据平面的实现、自定义测试流量的生成、基准线对比方案、模型训练、模型决策通信、模型性能可视化和模型训练数据保存。目的是给算法研究人员提供训练与评估平台,通过配置与运行脚本即可完成训练和测试工作,减轻算法研究人员的额外负担。本系统相对于NS-3（Network Simulator 3）实现的仿真系统,是基于真实网络流量,在效率和流量真实性上均优于NS-3实现的仿真系统。本文对系统展开详细地测试,结果表明在本系统上训练模型的效率是在NS-3上实现的模拟系统效率的十倍左右。本系统通过可配置的实验脚本与可视化脚本可以方便算法研究人员进行训练与评估,解决了机器学习难以应用到共享缓存分配中的问题。
谢俊杰[2]（2020）在《基于软件定义网络的边缘数据共享机制研究》文中认为物联网、智慧城市、无人系统的快速发展,将产生大量的地理空间分布的边缘数据,同时大量的多模传感器每天都在产生海量的数据。市场上涌现的新的边缘设备,如智能手表、智能手环等,无论是与智能手机相伴,还是以独立模式存在,各种各样的商用可穿戴设备也将产生大量的边缘数据。伴随着正在进行的研究活动,在现有标准机构组织和规范的帮助下,学术界和产业界投入了大量的资金和人员用于边缘应用的开发和研究。为了提供广泛的新服务,一种普适的地理空间分散的计算基础设施和一种多模式、多维数据源网络正在形成。为了满足5G、物联网、自动驾驶、虚拟现实等新兴应用的需求,最基础的服务是数据服务。为了满足海量终端用户和设备对于数据访问的需求,一方面,需要优化网络自身的性能使其能够快速地响应用户的请求;另一方面,需要设计高效的数据共享架构使大量的边缘用户和设备能够快速地获取所需的数据。本文为了减少控制器响应数据请求的时延,提出了时延感知的交换机到控制器的选择机制。首先,为了减少响应数据请求的尾部延迟以及减轻控制器的负载,在控制器同构的场景下,我们设计了一种基于负载感知的控制器选择方法,该方法简单而有效地实现了同构控制器之间的负载均衡。进而,在控制器异构的场景下,我们提出了一种通用的时延感知的控制器选择机制,该选择机制包括两个关键组件:交换机端的控制器选择模型和控制器端的队列管理机制。评估结果表明,我们的延迟感知选择机制可以有效地降低响应数据请求的尾部延迟,并提高系统吞吐量。本文提出了控制平面的鲁棒性验证框架,以验证在所有故障场景和故障恢复策略的组合下,最高控制器占用率（MCU）是否满足性能需求。我们首先建立了故障恢复的优化模型,并证明了设计最优恢复策略是NP-hard的。因此,我们设计了两种有效的故障恢复策略,能够很好地逼近最优解,并对潜在故障具有良好的适应性。我们设计了递归求解的方法来确定控制平面的最差性能,并提出了一种分枝定界方法来加速求解的过程。我们的验证框架可以得出最有效的方法来增加少数所涉及的控制器的容量,同时最小化控制平面扩容所需的成本。本文提出了结构化边缘数据共享的路由机制为边缘数据共享提供了数据存储和取回的基础服务。我们所设计的贪婪路由边缘数据（GRED）机制,有两个方面的创新:首先,GRED机制支持仅需一个覆盖跳的边缘节点之间的分布式哈希表（DHT）。其次,GRED利用软件定义网络范式在可编程交换机上实现对一跳DHT的高效路由支持。为了实现GRED机制,软件定义网络（SDN）控制器维护一个虚拟空间,交换机和数据项根据其ID映射到空间中的不同位置。实验结果表明与已知的DHT解决方案相比,GRED使用了更少的路由开销,同时在边缘云节点之间实现了更好的负载均衡。本文提出了非结构化边缘数据共享的索引机制使得以不同方式存储的边缘数据都能得到有效的共享。我们设计了一种有效的基于坐标的索引（COIN）机制,用于边缘计算环境中的非结构化边缘数据共享。COIN机制包含两个方面的创新:一是,来自终端设备的任何数据查询请求都可以得到及时的响应。二是,查找速度显示了COIN机制的效率,与其它索引机制相比,COIN用于获取数据索引的路径长度最短,且在交换机中所需的转发条目最少。本文提出了层次化的边缘数据共享机制实现了“云-边-端”架构下的有效数据共享。我们基于分层移动边缘计算（MEC）基础设施的特点,提出了一种新的混合数据共享框架HDS,HDS将数据共享分为两部分:区域内和区域间。我们设计了布谷鸟摘要（Cuckoo Summary）协议,以实现区域内高效的数据共享。Cuckoo Summary不仅可以获得更高的查询吞吐量,而且可以减少误报率。为了实现跨区域的数据定位服务,我们设计了一种基于地理位置路由的跨区域数据定位方案,称之为基于MDT的方案。该方案的数据查找请求可以从入口区域DC直接传递到目的区域DC,从而实现层次化结构下边缘数据的快速有效共享。本文针对海量终端设备所产生的大量边缘数据以及5G场景下用户对于数据访问的低时延需求,从网络的控制平面和数据平面两个方面着手设计有效的边缘数据共享机制,并完成了五项具体的工作,使得终端用户的数据请求能够得到快速有效的响应。
陈冷[3]（2020）在《高速匿名流量在线识别与分析技术研究与实现》文中指出匿名通信系统为用户的网络活动提供了良好保护,但由于其存在严重的滥用问题,使得网络犯罪活动更加隐蔽。Tor匿名通信系统是目前主流的匿名通信系统之一,其安装部署方便,聚集了大量的用户群体。为了实现Tor匿名通信系统的有效监管,针对Tor匿名通信流量的识别与分析技术成为了近年来的研究热点。目前的Tor匿名通信流量的识别与分析技术主要针对一些固定的网络流量数据集来进行模型训练与评估,没有针对实际网络环境中在线的Tor匿名流量识别分析工作;其次,Tor匿名流量在线识别与分析技术需要考虑高速网络环境下的报文处理问题,保证系统的可靠性以及可扩展性。本文针对Tor匿名通信流量的在线识别与分析技术,实现了一套Tor流量在线识别与分析原型系统。主要工作包含以下五个方面:1.研究了高速数据包捕获以及流式数据处理技术。首先通过Intel DPDK对网络中的高速流量进行捕获,随后以Kafka分布式消息队列对网络数据流进行消息缓存,最后通过流式数据处理框架Flink消费Kafka中的数据,进一步完成网络流量的解析、计算等一系列在线任务;2.研究了Tor匿名通信流量识别技术。针对网络报文数据流,将其前n个报文划分为识别窗口,在此基础上提取长度特征、时间特征、流量计数特征、协议栈特征以及合成特征共五类识别特征,采用多种机器学习算法验证了特征的有效性,并分别进行了离线实验和在线实验;3.研究了Tor匿名通信流量应用分类技术。针对Tor匿名通信流量,分析了各种应用类型在流突发段上的差异,增加流突发段相关特征,按报文个数划分滑动识别窗口,以随机森林和卷积神经网络模型验证了特征的有效性,并分别进行了离线和在线实验;4.研究了Tor匿名通信流量Web站点识别技术。针对Tor流量中的Web应用流量,分析了匿名Web流量的处理方法,将Tor流量报文转换为Tor信元序列,应用深度学习方法自动提取特征并进行学习,并分别进行了离线和在线实验;5.整合高速网络流量捕获处理技术和Tor匿名通信流量识别与分析技术,在此基础上设计并实现了Tor匿名通信流量在线识别与分析原型系统,可以完成网络流量中Tor流量的识别与分析任务。综上所述,本文研究并实现了高速网络环境下Tor匿名通信流量的在线识别与分析技术。通过Intel DPDK实现高速流量捕获,利用Flink完成流式数据处理,在此基础上研究了Tor匿名通信流量识别与分析技术,并最终实现了一个Tor匿名通信流量的识别与分析原型系统,可以对网络中Tor流量进行识别与分析。
吴浩阳[4]（2020）在《一种可配置的光纤通道交换网络系统设计与实现》文中进行了进一步梳理光纤通道（Fibre Channel,FC）技术是一种高性能通信技术,已广泛应用于航空电子领域、存储区域网络（SAN）等。自主进行包括光纤通道收发器、光纤通道交换机及光纤通道网络在内的光纤通道技术研究,对我国光纤通道技术的发展有促进作用。本文依次进行了光纤通道收发器设计、光纤通道交换机设计和作为系统终端的板卡设计,然后以终端间的视频传输应用为例进行系统的硬件实现及软件设计,最终完成可支持以太网配置的光纤通道交换网络系统搭建。本文首先对光纤通道协议作了简要介绍,并根据光纤通道协议的要求,设计了一款基于Xilinx Kintex-7 FPGA的光纤通道收发器。该光纤通道收发器具有延迟低、资源消耗少等特点,能够便捷地与其他功能模块组合,通过FPGA板卡实现具有光纤通道接口的设备。然后本文介绍了交换机的关键技术,并结合自主设计的光纤通道收发器设计了一款基于Xilinx Kintex-7 FPGA的4端口光纤通道交换机。该光纤通道交换机采用输入及交叉点联合排队结构（Combined Input-Crosspoint Queued,CICQ）和LQDRR（Longest Queue Detecting and Round Robin）调度算法,并利用虚拟输出队列（Virtual Output Queue,VOQ）和帧切分与重组技术实现良好的性能。最后本文结合自主设计的光纤通道收发器和光纤通道交换机设计了一种可支持以太网配置的光纤通道交换网络系统并完成搭建。该系统通过以太网在上位机和终端间进行控制信息的传输,通过光纤通道网络在终端之间进行大批量数据的高速传输。该系统由上位机、以太网路由器、光纤通道交换机和数个终端组成。本文基于自主设计的以Xilinx XC7Z035芯片为核心的板卡,以终端间的视频传输应用为例,进行终端的硬件实现和软件设计。终端能够根据从以太网接收到的上位机指令,完成终端数据通路软复位、光纤通道网络链路配置、开始或暂停视频发送、开始或暂停视频接收等操作。
陶亮[5]（2020）在《基于AXIS的Clos结构高速交换网络的设计与实现》文中认为在信息技术井喷式发展的今天,集成电路集成度和工艺技术迅速提高,计算机与通信技术快速迭代,新一代总线协议标准也都相继推陈出新,以上诸多技术领域的发展演进,都使得目前的信号处理平台和信息通信设备在功能、性能以及数据吞吐量等方面都得以大幅提升。而作为各类信息信号处理平台设备中联结各节点的“骨干动脉”,数据交换网络面临着不断踊跃的新的挑战,包括吞吐率、时延、功耗、复杂度等等。基于以上背景需求,本文研究并设计了一种基于AXI4总线协议面向以太网协议数据包的三级Clos结构高速交换网络,旨在实现高容量、低功耗、可容错以及低复杂度的目标。本文主要开展并完成了以下几个方面的工作:首先,分别研究了单级交换和多级交换的多种经典交换结构,结合各自结构特点分析对比了性能及实现上的优缺点。另外还研究了目前较为成熟且被广泛应用的几种调度算法,为本文后续的调度算法设计奠定思路基础。其次,基于MSM（Memory-Space-Memory）型三级Clos结构,设计了数据交换总体架构以及变长包仲裁调度器,主要针对MAC地址提取、端口映射管理、仲裁调度器等功能模块进行了优化设计与实现。其中,在调度机制上提出了异步正交调度机制,该机制能够避免在对数据包进行信元切割时,由于数据包长不是定长信元的整数倍而对末尾信元进行冗余数据填充带来的带宽资源浪费,提高系统性能。再次,对系统的功耗、容错等方面进行了一系列的优化设计。为节省资源开销降低功耗,对AXI4协议进行了复用压缩编码设计,并对Clos结构相互独立的各子交换模块添加时钟门控管理。为提高系统容错性,结合Clos结构多通道路径的特点,实现端口灵活复用的容错设计。另外针对异步调度机制带来的调度时延上的开销,对调度器进行了预取设计以实现调度上流水化降低时延。最后,基于仿真工具和验证方法学,分别在模块级和系统级层面分别对系统的时序和功能进行了测试、验证和校错。测试结果表明,系统各模块时序功能达到设计预期,能在较大负荷状态下正常完成数据交换工作。
张永泽[6]（2020）在《一种高速FC交换机的关键技术研究》文中研究说明光纤通道（Fiber Channel,FC）交换机是存储区域网络和航空电子系统网络的核心设备,其关键技术包括:数据排队结构、交换结构和调度算法。存储区域网络中的数据流量十分庞大,传统的Internet协议无法满足快速传输大量数据的要求,而FC协议具有低延时、高速率、抗干扰能力强的特点,能够支持海量数据传输。航空电子系统网络对数据传输的实时性、带宽和可靠性要求非常高,FC协议可以满足航电网络的使用需求。FC交换机以FC协议为基础,FC交换机直接决定了存储区域网络和航空电子系统网络的性能,本文将围绕FC交换机的三个关键技术展开研究。本文以国内某研究所横向课题为背景,深入研究了数据排队结构、交换结构和调度算法对FC交换机的时延、吞吐率、公平性、带宽利用率等性能的影响。在理论研究的基础上,对现有的VOQ数据排队结构和iSLIP调度算法进行了改进,基于单片FPGA设计和实现了一种高性能、大容量的48口FC交换机。经过功能仿真和实验验证,该交换机功能正常,性能与常规交换机相比有一定提升,为后续实现交换机的专用集成电路（ASIC）提供了技术基础。论文的主要工作和创新点如下:（1）研究FC协议的分层结构、数据帧格式、流量控制策略、协议服务类型以及拓扑结构,为设计FC交换机提供理论基础。（2）研究FC交换机常用的交换结构,为本文交换机选择一种成熟稳定的交换结构,如Crossbar结构。（3）深入研究输入排队、输出排队、联合输入-输出排队和虚拟输出排队（VOQ）等目前常用数据排队结构的工作原理以及优缺点,针对使用最广泛的VOQ结构存在缓存利用低的问题,提出了一种基于共享缓存的VOQ结构。实验结果表明该结构可以显着提高交换机中的缓存利用率。（4）深入研究PIM调度算法、RRM调度算法和iSLIP调度算法的迭代匹配过程和每种算法的性能优劣,针对iSLIP算法因指针同步造成交换机带宽利用率降低的问题,提出了一种基于关联指针的iSLIP调度算法。实验结果表明,吞吐率大于93%时,本文算法的带宽利用率明显高于常规iSLIP算法。（5）基于本文提出的数据排队结构和调度算法设计一款48口交换机,并使用Modelsim软件进行功能仿真。功能仿真完成后使用FPGA和嵌入式处理器进行硬件平台搭建,并使用JDSU Xgig协议分析仪对本文的交换机系统进行功能测试和性能测试。仿真与试验结果表明,本文设计的48口FC交换机功能正常,在相同硬件成本的前提下,吞吐率、时延、带宽利用率等性能优于常规交换机。
陈涛[7]（2018）在《数据中心网络中能效优化技术研究》文中提出随着云计算技术的快速发展,云平台、云应用已深深地影响着人们的生活方式,与现代生活密不可分。作为云计算的核心基础设施,近年来数据中心已经获得了来自学术界和工业界的广泛关注。在一个数据中心内,数据中心网络作为数据中心的骨干部分,在数据中心的通信、计算和存储三方面起着关键支撑作用。因此,本文主要利用能效优化技术来解决在数据中心网络中的这三方面问题。在通信方面,多播通信是一类重要的通信应用,如可序列化会话/数据同步,大块文件复制,MapReduce分布式计算,操作系统/应用程序升级等,现有方案存在多播树链接冗余的问题;在计算方面,虚拟机的布置直接影响云平台的运行和供给云租户的服务质量,现有方案没有同时考虑虚拟机相关性和租户服务水平协议;在存储方面,冗余流量是一类不可忽略的流量,通过缓存机制可以减少冗余流量对有限带宽的影响,现有方案存在一定的局限性。本文的研究内容主要包括数据中心网络中多播路由机制,虚拟机布置方案和缓存机制三个方面,并在最后通过数据中心网络结构进行了综合分析比较,指出了适宜进行能效优化的结构。主要研究成果包括:1.提出了数据中心网络中高效多播路由机制。利用60 GHz毫米波无线技术,提出了高效多播路由机制NEMO,包括NEMO-Group和NEMO-Cluster两个算法。理论分析了两个算法预期的多播性能改进,估计了无线收益的上下界。实验结果表明,NEMO比现有的数据中心网络多播方案可减少15%-40%的流量,同时提高10%-40%的吞吐量。2.提出了数据中心网络中的优化虚拟机布置方案。同时考虑服务供应商和租户的因素,进行了包括基于相关性的虚拟机布置和基于带宽平衡的虚拟机布置两方面研究。其一,提出了一个基于相关性的虚拟机布置方案,包括资源利用率预测模型和三个基于相关性的虚拟机布置算法。实验结果表明,提出的虚拟机布置算法相较于现有算法提高资源利用率15%-30%,同时满足租户定义的服务水平协议。其二,形式化了基于带宽平衡的虚拟机放置问题,设计了考虑通信局部性的带宽平衡虚拟机的算法,实验结果表明,该算法要优于只考虑通信局部性的贪心算法和只考虑带宽平衡的最长处理时间算法。3.提出了数据中心网络中的高效缓存机制。针对数据中心网络存在的冗余流量,提出了分布式高效缓存机制Piche,包括一个网络协议、节点缓存管理机制、缓存共享机制和缓存布置机制。仿真实验和Amazon EC2平台实验结果表明,Piche适用于不同数据中心结构,具有可扩展性,平均可以减少约40%的冗余流量,同时只增加约10%的运行时间。4.综合分析了数据中心网络结构,以更好地实施能效优化。根据近十年的文献,全面整理分析了数据中心网络拓扑设计和架构,包括连接类型、线路布局、互连设备、网络特性等方面。对数据中心网络中通信、计算和存储三方面涉及的指标进行了定性和定量分析,包括可扩展性、总体开销、能源有效性、对分带宽和网络直径等,指明了适合进行能效优化的结构。最后还讨论了配置无线天线和光学设备的结构。
高杰[8]（2018）在《交换机中优先级虚拟输出队列调度策略的研究与实现》文中进行了进一步梳理随着科技的逐步发展,计算机互联网中的数据交换业务日趋复杂,需要网络中的交换设备有支持根据业务优先级的高低来确定优先转发的次序的功能。在传统的基于VoQ实现的交换机中,由于其队列缓存结构的限制,在进行优先级调度时会出现头部阻塞问题。而且,传统的基于VoQ实现的交换机中的调度策略没有对不同的数据交换业务的优先级加以区分。不论何种数据业务到达,交换机进行都公平地轮询,按照先来先服务的方式对进行帧转发。因此,传统的VoQ缓存组织形式和调度策略已经无法满足某些行业网络（如航空电子网络）对业务进行区分优先级转发的需求。本文针对交换机对数据业务区分优先级进行转发的需求,设计并仿真实现了一种优先级虚拟输出队列调度策略。首先分析了基于VoQ技术实现的交换机的基本结构和帧转发原理,指出其队列缓存结构在进行优先级帧转发时存在的问题;之后对几种现有的缓存调度策略进行了细致分析,论述了其无法满足区分优先级进行调度的原因;最后针对区分优先级进行帧转发的需求,在传统基于VoQ技术实现的交换机的队列模型基础上,提出了一种新型的队列缓存组织方式和一种新型优先级虚拟输出队列调度策略。为了验证本文提出的这种新型队列缓存结构以及调度策略的实际性能,利用仿真实验平台对策略进行了仿真实现,并且参照计算机网络中真实的数据流量设计了测试流量模型和仿真测试方案,并依托仿真平台对本文提出的调度策略进行了验证。本文提出了一种交换机中优先级虚拟输出队列调度策略,并在仿真平台上进行了仿真实现,证明了此调度策略的价值和意义。本文提出的调度策略满足了交换机对数据交换业务进行区分优先级转发的需求,为交换机仲裁器以及其队列缓存设计提供了重要的参考依据。
香丽芸[9]（2017）在《教学资源数据交换平台关键技术研究与应用》文中提出随着大数据技术和应用的不断发展,各行各业管理信息化进程的不断推进,数据交换平台作为信息化和大数据应用的基本载体受到了工业界和学术界的广泛关注。本文针对数据交换平台中存在的异构数据整合问题、数据交换效率及安全问题、数据分析和应用问题,分别提出了六种模型与算法,主要贡献如下:（1）针对异构环境、异构数据库以及异构网络数据格式等原因产生的“信息孤岛”问题,本文提出了一种基于XML的体系结构,并在该体系结构的基础上设计和实现了一个基于异构数据交换的家庭学校互动教育平台。该体系结构能够有效地解决大规模数据的异构性问题,为数据的进一步交换、共享及分析挖掘奠定了基础。（2）针对数据交换平台底层数据交换过程中出现的“输出争用”问题,本文根据教育资源数据交换平台大规模和要求高速交换的特征,选用了一种并行化容争交叉开关交换结构,并分别利用五种业务模型对并行化容争交叉开关的业务能力进行了测试。仿真实验结果表明,这种交换结构的选用能够提高数据交换平台底层数据交换的效率。（3）针对数据交换平台数据传输过程中端到端的性能评估问题,本文提出了一种基于ICMPv6的端到端瓶颈流量测量方法,该方法的主要思想是利用IPv6流标签提取ICMPv6的超时报文及其对应的路由器地址和时间戳等信息,进而利用减法法则计算瓶颈流量。实验结果表明,该方法的链路带宽稳定在20%,有效地提高了链路的利用率。（4）针对数据交换平台可能面临的泛洪式攻击问题,本文提出了一种泛洪式攻击检测算法,主要原理是根据数据交换平台流量的大小以及流量的波动趋势判断网络中是否存在泛洪式网络攻击。仿真实验结果表明,基于网络流量特征的Do S/DDo S泛洪式攻击的检测准确度达到100%,能够满足数据交换平台预防和检测泛洪式攻击的需求。（5）针对数据交换平台大规模数据处理效率低下的问题,本文提出基于Open MP指令的数据平台并行数据处理方法,并且讨论了基于Open MP并行指令在数据交换平台中的开销问题,在实验结果测试中本文通过设计一组串行程序和四组具有不同Open MP调度和同步方法的并行程序,对比分析了在不同问题规模和线程数量情况下的开销。（6）为了验证数据交换平台的有效性,本文在数据交换体系结构的基础上,进一步设计和实现了一个智能导学系统,在该系统中,本文通过研究C4.5算法、ID3算法和个体教育的需求进一步提出了new-C4.5r算法,实验结果表明,new-C4.5r算法在运行时长、生产规则的大小和开销方面更优于C4.5算法,能够更好的应用于智能引导系统。
王钰中[10]（2017）在《基于变长包的大容量交换网络研究》文中进行了进一步梳理随着互联网接入用户的规模不断扩大和业务种类的多样化发展,核心骨干网络中的交换节点需要的交换容量越来越大。采用时分交换结构和单级空分交换结构的路由交换设备已经不能满足交换节点对交换容量的需求。大容量的路由交换设备通常采用多级空分交换结构。而多级交换结构中的Clos交换结构因为具有良好的可扩展性,并且可以做到无阻塞。因此在构建大容量交换网络时,Clos交换结构倍受业界青睐。IP包的长度是不固定,传统的大容量路由交换设备通常是将变长包切割成信元,变长包以信元的形式通过交换结构。虽然基于信元的交换技术已经十分成熟,但是基于信元的交换系统需要对变长包进行切割和对信元进行重组,所以在交换系统的输入端口和输出端口需要分别设置数据包切割模块和信元重组模块,增加了系统设计的复杂性。同时数据包的切割和信元的重组都会增加系统时延。再者是对信元进行封装,会增加通信开销。而国内对在采用Clos结构实现的大容量交换网络中直接以变长包作为传输单元的研究较少,因此本文选择以变长交换作为提升路由交换设备交换性能的突破口,研究如何在Clos交换结构的基础上,直接以变长包作为传输单元实现大容量交换网络。本文主要的工作可分为基础研究、交换架构的设计、交换架构功能的设计和仿真建模四个部分。本文首先对交换结构和适用于变长交换的调度算法进行了研究,在MMM（Memory-Memory-Memory）型Clos结构的基础上,提出了一种基于变长包的大容量交换网络的设计方案。为了解决变长交换中线路使用的不公平性问题,本文在MMM型的Clos结构的输入级引入了流调度机制,在Clos结构的中间交换单元采用SOL调度算法对变长包进行调度。同时为了保证交换网络能够持续稳定的工作,本文还为交换网络设计了令牌调度、流量控制和链路故障下的负载均衡等功能。本文最后对基于变长包的大容量交换网络的设计方案进行仿真建模,并且对交换网络进行了不同场景的性能测试。
二、PERFORMANCE COMPARISON OF CELL-BASED AND PACKET-BASED SWITCHING SCHEMES FOR SHARED MEMORY SWITCHES（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、PERFORMANCE COMPARISON OF CELL-BASED AND PACKET-BASED SWITCHING SCHEMES FOR SHARED MEMORY SWITCHES（论文提纲范文）
（1）高速交换机智能缓存管理机制验证平台的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 主要研究内容 |
| 1.3 主要工作内容 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 相关技术分析 |
| 2.1 DPDK技术 |
| 2.1.1 DPDK的基本组件 |
| 2.1.2 DPDK的特点 |
| 2.1.3 DPDK的库 |
| 2.2 Redis数据库技术 |
| 2.3 消息队列技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 交换机智能缓存管理机制验证平台的需求分析 |
| 3.1 交换机智能缓存管理机制验证平台需求概述 |
| 3.1.1 用户群体分析 |
| 3.1.2 系统总体功能分析 |
| 3.1.3 系统用例分析 |
| 3.2 交换机数据平面子系统功能需求分析 |
| 3.2.1 交换机基础功能 |
| 3.2.2 基准线对比方案功能 |
| 3.3 随机流量发生器子系统功能需求分析 |
| 3.3.1 随机流量生成功能 |
| 3.4 模型训练与评估子系统功能需求分析 |
| 3.4.1 模型训练功能 |
| 3.4.2 模型决策通信功能 |
| 3.4.3 模型性能可视化功能 |
| 3.4.4 数据存储功能 |
| 3.5 系统非功能性需求分析 |
| 3.6 系统软硬件设备 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 交换机智能缓存管理机制验证平台概要设计 |
| 4.1 系统模块设计 |
| 4.2 系统总体架构设计 |
| 4.3 交换机数据平面子系统设计 |
| 4.3.1 交换机基础功能概要设计 |
| 4.3.2 基准线对比方案概要设计 |
| 4.4 随机流量发生器子系统设计 |
| 4.4.1 随机流量生成概要设计 |
| 4.5 模型训练与评估子系统设计 |
| 4.5.1 模型训练概要设计 |
| 4.5.2 模型决策通信概要设计 |
| 4.5.3 模型性能可视化概要设计 |
| 4.5.4 数据存储概要设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 交换机智能缓存管理机制验证平台设计与实现 |
| 5.1 交换机数据平面子系统详细设计与实现 |
| 5.1.1 交换机基础功能设计与实现 |
| 5.1.2 基准线对比方案设计与实现 |
| 5.2 随机流量发生器子系统详细设计与实现 |
| 5.2.1 随机流量生成设计与实现 |
| 5.3 模型训练与评估子系统详细设计与实现 |
| 5.3.1 模型训练设计与实现 |
| 5.3.2 模型决策通信设计与实现 |
| 5.3.3 模型性能可视化设计与实现 |
| 5.3.4 数据存储设计与实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 交换机智能缓存管理机制验证平台测试 |
| 6.1 系统环境测试 |
| 6.2 交换机数据平面子系统功能测试 |
| 6.2.1 交换机基础功能测试 |
| 6.2.2 基准线对比方案测试 |
| 6.3 随机流量发生器子系统功能测试 |
| 6.3.1 随机流量生成测试 |
| 6.4 模型训练与评估子系统功能测试 |
| 6.4.1 模型训练测试 |
| 6.4.2 模型决策通信测试 |
| 6.4.3 模型性能可视化测试 |
| 6.4.4 数据存储测试 |
| 6.5 系统性能测试 |
| 6.5.1 数据包转发效率测试 |
| 6.5.2 训练效率测试 |
| 6.5.3 数据通信效率测试 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结束语 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 论文不足与待改进部分 |
| 7.3 研究生期间的工作 |
| 7.3.1 参与的比赛 |
| 7.3.2 参与的项目 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（2）基于软件定义网络的边缘数据共享机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号使用说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 软件定义网络 |
| 1.1.2 边缘计算 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 网络控制平面研究现状 |
| 1.2.2 网络数据平面研究现状 |
| 1.2.3 边缘数据共享研究现状 |
| 1.2.4 本文研究问题 |
| 1.3 主要研究工作 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 软件定义网络中控制器的选择机制设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 响应时延观测 |
| 2.2.1 长尾分布观测 |
| 2.2.2 长尾时延分析 |
| 2.3 控制器选择机制 |
| 2.3.1 控制器选择机制概述 |
| 2.3.2 负载感知的选择机制 |
| 2.3.3 有限队列长度的条件 |
| 2.3.4 负载感知选择机制的局限性 |
| 2.4 控制器时延感知选择机制 |
| 2.4.1 时延感知选择机制概述 |
| 2.4.2 控制器选择策略 |
| 2.4.3 控制器队列管理模型 |
| 2.5 性能评估 |
| 2.5.1 实验设置 |
| 2.5.2 d值的影响 |
| 2.5.3 通用配置的控制器 |
| 2.5.4 队列长度的影响 |
| 2.5.5 重大请求偏差的影响 |
| 2.5.6 时变服务率的影响 |
| 2.5.7 批选择策略评估 |
| 2.6 相关讨论 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 软件定义网络中控制平面的能力验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相关基础理论 |
| 3.2.1 鲁棒性验证 |
| 3.2.2 不确定性失效 |
| 3.2.3 控制平面性能指标 |
| 3.2.4 预估流请求的数量 |
| 3.3 控制平面鲁棒性验证模型 |
| 3.3.1 鲁棒性验证框架 |
| 3.3.2 验证问题建模 |
| 3.3.3 失效恢复模型 |
| 3.3.4 验证问题分解 |
| 3.4 分布式控制平面的验证 |
| 3.4.1 近似最优恢复策略 |
| 3.4.2 搜索最差故障场景 |
| 3.4.3 控制平面能力增强 |
| 3.5 实验评估 |
| 3.5.1 实验平台测试 |
| 3.5.2 模拟实验设置 |
| 3.5.3 控制平面设计验证 |
| 3.5.4 故障场景下的评估 |
| 3.5.5 能力增强实验 |
| 3.6 相关讨论 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 结构化边缘数据共享的路由协议设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 相关基础理论 |
| 4.2.1 分布式哈希表 |
| 4.2.2 DT图的路由属性 |
| 4.3 软件定义边缘网络的系统架构 |
| 4.4 虚拟位置构造 |
| 4.4.1 确定交换机的坐标 |
| 4.4.2 调整交换机的坐标 |
| 4.4.3 多跳DT图的构造 |
| 4.5 GRED协议下的数据共享 |
| 4.5.1 数据存储操作 |
| 4.5.2 确定边缘服务器 |
| 4.5.3 数据访问操作 |
| 4.6 GRED协议性能评估 |
| 4.6.1 实验设置 |
| 4.6.2 路由延展评估 |
| 4.6.3 流条目数量评估 |
| 4.6.4 负载均衡评估 |
| 4.7 相关讨论 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 非结构化边缘数据共享的索引机制设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究动因和系统概述 |
| 5.2.1 研究动因 |
| 5.2.2 系统概述 |
| 5.3 基于坐标的索引机制 |
| 5.3.1 确定坐标 |
| 5.3.2 发布数据索引 |
| 5.3.3 存储数据索引 |
| 5.3.4 查询数据索引 |
| 5.4 多副本优化设计 |
| 5.4.1 多数据副本优化 |
| 5.4.2 多索引副本优化 |
| 5.5 COIN机制性能评估 |
| 5.5.1 小规模的实验 |
| 5.5.2 模拟实验设置 |
| 5.5.3 路径长度评估 |
| 5.5.4 转发条目的数量 |
| 5.5.5 多副本的影响 |
| 5.5.6 可扩展性评估 |
| 5.6 相关讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 层次化边缘数据混合共享机制设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 研究动因和系统架构 |
| 6.2.1 研究动因 |
| 6.2.2 系统架构 |
| 6.3 域内数据共享协议 |
| 6.3.1 缓存数据项 |
| 6.3.2 响应数据请求 |
| 6.3.3 移除数据项 |
| 6.3.4 性能分析 |
| 6.4 域间数据共享 |
| 6.4.1 发布数据索引 |
| 6.4.2 转发数据索引 |
| 6.4.3 优化交换机的坐标 |
| 6.4.4 查询数据索引 |
| 6.5 性能评估 |
| 6.5.1 实验设置 |
| 6.5.2 域内数据共享评估 |
| 6.5.3 混合数据共享评估 |
| 6.6 相关讨论 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（3）高速匿名流量在线识别与分析技术研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 高速数据包捕获技术和分布式数据处理框架的研究现状 |
| 1.2.2 网络流量识别技术的研究现状 |
| 1.2.3 加密流量应用分类技术研究现状 |
| 1.2.4 匿名Web站点识别技术研究现状 |
| 1.2.5 研究现状总结 |
| 1.3 研究目标和研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 基于分布式框架的高速网络流量处理 |
| 2.1 高速流量处理流程 |
| 2.2 高速数据包捕获 |
| 2.3 基于Flink的数据流处理 |
| 2.3.1 数据输入 |
| 2.3.2 报文解析与过滤 |
| 2.3.3 特征数据抽取 |
| 2.3.4 基于机器学习模型的识别与分析 |
| 2.4 结果数据存储 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Tor匿名流量的在线识别技术 |
| 3.1 Tor匿名通信系统基本原理 |
| 3.1.1 Tor基本架构 |
| 3.1.2 Tor通信数据格式 |
| 3.2 问题描述与应用场景 |
| 3.3 Tor匿名流量在线识别 |
| 3.3.1 特征选择 |
| 3.3.2 分类算法选择 |
| 3.3.3 离线实验 |
| 3.3.4 在线实验 |
| 3.3.5 实验结果总结 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Tor匿名流量的应用分类技术 |
| 4.1 问题描述与应用场景 |
| 4.2 Tor匿名流量应用分类技术 |
| 4.2.1 特征选择 |
| 4.2.2 分类算法选择 |
| 4.2.3 离线实验 |
| 4.2.4 在线实验 |
| 4.2.5 实验结果总结 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 Tor匿名流量的Web站点识别技术 |
| 5.1 问题描述与应用场景 |
| 5.2 匿名Web站点识别技术 |
| 5.2.1 流量处理方法 |
| 5.2.2 分类算法选择 |
| 5.2.3 离线实验 |
| 5.2.4 在线实验 |
| 5.2.5 实验结果总结 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 Tor流量识别与分析原型系统 |
| 6.1 系统总体设计 |
| 6.1.1 需求分析 |
| 6.1.2 系统架构设计 |
| 6.2 原型系统实现 |
| 6.2.1 训练数据生成模块 |
| 6.2.2 离线模型训练模块 |
| 6.2.3 高速数据捕获模块 |
| 6.2.4 分布式消息队列 |
| 6.2.5 Flink在线处理模块 |
| 6.2.6 结果展示模块 |
| 6.3 原型系统测试 |
| 6.3.1 测试环境 |
| 6.3.2 功能测试 |
| 6.3.3 性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究成果总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）一种可配置的光纤通道交换网络系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要工作和文章结构 |
| 1.4 主要贡献和创新 |
| 第二章 光纤通道协议概述 |
| 2.1 光纤通道协议分层 |
| 2.2 光纤通道协议端口类型 |
| 2.3 光纤通道协议拓扑结构 |
| 2.4 光纤通道协议服务类型 |
| 2.5 光纤通道协议数据结构 |
| 2.6 光纤通道协议有序集 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 光纤通道收发器设计 |
| 3.1 光纤通道收发器模块与时钟域划分 |
| 3.2 高速串行收发器GTX |
| 3.3 接收通道逻辑设计 |
| 3.3.1 传输字同步模块 |
| 3.3.2 接收控制模块 |
| 3.3.3 接收缓存 |
| 3.4 发送通道逻辑设计 |
| 3.4.1 端口控制模块 |
| 3.4.2 流量控制模块 |
| 3.4.3 帧生成模块 |
| 3.4.4 发送控制模块 |
| 3.4.5 发送缓存 |
| 3.5 仿真与测试 |
| 3.5.1 功能仿真 |
| 3.5.2 板级测试 |
| 3.6 本章小节 |
| 第四章 交换机关键技术 |
| 4.1 交换结构 |
| 4.1.1 总线交换结构 |
| 4.1.2 共享存储交换结构 |
| 4.1.3 Crossbar交换结构 |
| 4.2 基于输入及交叉点联合排队交换结构的调度算法 |
| 4.2.1 OCF_OCF算法 |
| 4.2.2 RR_RR算法 |
| 4.2.3 LQF_RR算法 |
| 4.2.4 LQD_RR算法 |
| 4.3 帧切分与重组 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 光纤通道交换机设计 |
| 5.1 光纤通道交换机模块划分 |
| 5.2 交换机内部信元格式 |
| 5.3 帧切分逻辑设计 |
| 5.3.1 光纤通道收发器接收控制模块修改 |
| 5.3.2 帧切分模块 |
| 5.4 数据交换模块设计 |
| 5.4.1 虚拟输出队列模块 |
| 5.4.2 交叉矩阵输入控制模块 |
| 5.4.3 交叉矩阵 |
| 5.4.4 交叉矩阵输出控制模块 |
| 5.5 帧重组逻辑设计 |
| 5.5.1 帧重组模块 |
| 5.5.2 光纤通道收发器帧生成模块修改 |
| 5.6 仿真与测试 |
| 5.6.1 功能仿真 |
| 5.6.2 板级测试 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 可支持以太网配置的光纤通道交换网络系统设计与搭建 |
| 6.1 光纤通道交换网络系统结构 |
| 6.2 基于XC7Z035 芯片的终端板卡设计 |
| 6.2.1 XC7Z035 芯片简介 |
| 6.2.2 终端板卡设计 |
| 6.3 基于终端板卡的视频传输终端硬件实现 |
| 6.3.1 光纤通道帧输入/输出通路硬件实现 |
| 6.3.2 视频输入/输出通路硬件实现 |
| 6.3.3 以太网通路硬件实现 |
| 6.4 基于前后台系统的视频传输终端软件设计 |
| 6.4.1 后台程序 |
| 6.4.2 前台程序 |
| 6.5 可配置的视频传输应用光纤通道交换网络系统搭建 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（5）基于AXIS的Clos结构高速交换网络的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高速交换网络研究背景与意义 |
| 1.2 高速交换网络研究现状 |
| 1.2.1 单级交换网络研究现状 |
| 1.2.2 多级交换网络研究现状 |
| 1.3 论文内容与安排 |
| 第二章 交换结构和调度算法概述 |
| 2.1 单级交换结构模型 |
| 2.1.1 共享总线型结构 |
| 2.1.2 共享缓存型结构 |
| 2.1.3 Crossbar型结构 |
| 2.1.4 Crosspoint型结构 |
| 2.1.5 Ring型结构 |
| 2.1.6 Mesh型结构 |
| 2.2 多级交换结构模型 |
| 2.2.1 Banyan型结构 |
| 2.2.2 Clos型结构 |
| 2.3 交换结构缓存的设置 |
| 2.3.1 输入排队缓存 |
| 2.3.2 输出排队缓存 |
| 2.3.3 联合输入输出排队缓存 |
| 2.3.4 交叉节点排队缓存 |
| 2.4 经典的路由调度算法 |
| 2.4.1 单级调度算法 |
| 2.4.2 多级调度算法 |
| 2.4.3 调度算法小结 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 MSM型 Clos交换架构设计 |
| 3.1 CLOS交换总体架构设计 |
| 3.1.1 交换网络需求分析 |
| 3.1.2 Clos交换实现方案设计 |
| 3.1.3 AXI4 系列协议介绍 |
| 3.1.3.1 AXI4 协议介绍 |
| 3.1.3.2 AXI4-Stream协议介绍 |
| 3.2 输入输出接口设计 |
| 3.2.1 MAC地址提取模块设计 |
| 3.2.2 端口映射管理模块设计 |
| 3.2.2.1 RAM表实现方案 |
| 3.2.2.2 CAM表实现方案 |
| 3.2.2.3 端口映射管理小结 |
| 3.3 输入输出级模块(IM/OM)设计 |
| 3.3.1 输入级模块(IM)设计 |
| 3.3.1.1 优先级VOQ设计 |
| 3.3.1.2 负载均衡调度器设计 |
| 3.3.1.3 IM子交换模块架构 |
| 3.3.2 输出级模块(OM)设计 |
| 3.4 中间级模块(CM)设计 |
| 3.5 CLOS仲裁调度器设计 |
| 3.5.1 仲裁调度机制简介 |
| 3.5.2 异步调度算法设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Clos交换结构的低功耗及容错性等优化设计 |
| 4.1 CLOS交换结构的低功耗设计 |
| 4.1.1 复用压缩编码设计 |
| 4.1.2 时钟门控管理设计 |
| 4.2 CLOS交换结构的容错设计 |
| 4.2.1 传统的容错设计 |
| 4.2.2 基于Clos结构的容错设计 |
| 4.3 CLOS交换结构仲裁调度的流水设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Clos交换结构核心模块的仿真与测试 |
| 5.1 仿真验证概述 |
| 5.2 基于仿真工具的时序功能仿真 |
| 5.2.1 MAC地址提取模块仿真与分析 |
| 5.2.2 端口映射管理模块仿真与分析 |
| 5.2.3 负载均衡仲裁调度器模块仿真与分析 |
| 5.2.4 综合评估结果 |
| 5.3 基于UVM方法学的功能验证仿真 |
| 5.3.1 UVM验证方法学概述 |
| 5.3.2 UVM组件设计 |
| 5.3.3 Modelsim测试结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）一种高速FC交换机的关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文的研究内容及结构 |
| 第二章 光纤通道协议概述 |
| 2.1 FC协议分层结构 |
| 2.2 FC协议数据帧格式 |
| 2.3 FC协议流量控制策略 |
| 2.4 FC协议服务类型 |
| 2.5 FC协议拓扑结构 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 FC交换机的结构与调度算法研究 |
| 3.1 FC交换机的结构 |
| 3.1.1 Crossbar交换结构 |
| 3.1.2 输入排队交换结构 |
| 3.1.3 输出排队交换结构 |
| 3.1.4 输入-输出联合排队交换结构 |
| 3.1.5 输入-交叉点联合排队交换结构 |
| 3.2 FC交换机的调度算法研究 |
| 3.2.1 交换机调度算法的数学模型 |
| 3.2.2 PIM调度算法 |
| 3.2.3 RRM调度算法 |
| 3.2.4 iSLIP调度算法 |
| 3.3 一种基于共享缓存的VOQ结构 |
| 3.4 一种改进的iSLIP调度算法 |
| 3.4.1 基于关联指针的iSLIP调度算法 |
| 3.4.2 指针关联算法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 FC交换机的设计与实现 |
| 4.1 FC交换机硬件平台设计 |
| 4.2 FC交换机功能模块设计 |
| 4.2.1 端口控制模块设计 |
| 4.2.1.1 发送控制器 |
| 4.2.1.2 接收控制器 |
| 4.2.1.3 端口链路控制器 |
| 4.2.1.4 流量控制模块 |
| 4.2.2 数据帧发送与接收模块设计 |
| 4.2.3 路由查表模块设计 |
| 4.2.4 共享缓存管理模块设计 |
| 4.2.5 调度模块设计 |
| 4.2.5.1 指针关联模块 |
| 4.2.5.2 请求状态机 |
| 4.2.5.3 授权状态机 |
| 4.2.5.4 接受状态机 |
| 4.2.6 速率切换模块设计 |
| 4.2.7 监控模块设计 |
| 4.2.7.1 输入输出监控 |
| 4.2.7.2 消息监控 |
| 4.3 PC端管理软件设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 FC交换机的功能仿真与实验验证 |
| 5.1 系统功能仿真 |
| 5.1.1 端口控制模块仿真 |
| 5.1.2 路由查表模块仿真 |
| 5.1.3 调度模块仿真 |
| 5.1.4 监控模块仿真 |
| 5.1.5 单播与组播功能仿真 |
| 5.1.6 系统整体功能仿真 |
| 5.2 系统整体实现 |
| 5.2.1 FC交换机硬件平台实现 |
| 5.2.2 PC端管理软件实现 |
| 5.3 系统实验验证 |
| 5.3.1 功能测试 |
| 5.3.1.1 单播与路由重构功能测试 |
| 5.3.1.2 组播功能测试 |
| 5.3.1.3 速率切换功能测试 |
| 5.3.1.4 监控功能测试 |
| 5.3.1.5 时间同步功能测试 |
| 5.3.2 性能测试与分析 |
| 5.3.2.1 缓存利用率性能 |
| 5.3.2.2 带宽利用率性能 |
| 5.3.2.3 吞吐率与时延性能 |
| 5.3.2.4 实验结果讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在研期间参加课题及发表论文 |
（7）数据中心网络中能效优化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 数据中心网络概述 |
| 1.1.1 数据中心定义 |
| 1.1.2 数据中心概述 |
| 1.1.3 数据中心网络基础设施 |
| 1.2 研究问题 |
| 1.3 研究内容和成果 |
| 1.4 本文组织结构 |
| 第二章 数据中心网络中高效多播路由机制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题描述 |
| 2.2.1 系统结构 |
| 2.2.2 问题定义 |
| 2.3 NEMO机制 |
| 2.3.1 问题分析和设计动机 |
| 2.3.2 NEMO-Group多播路由算法 |
| 2.3.3 NEMO-Cluster多播路由算法 |
| 2.3.4 NEMO’s中的拥塞控制 |
| 2.3.5 NEMO’s中的有向无线通信 |
| 2.4 无线增益的性能分析和期望流量改进 |
| 2.4.1 分析准备和讨论 |
| 2.4.2 NEMO-Group方案的性能分析 |
| 2.4.3 NEMO-Cluster方案的性能分析 |
| 2.4.4 NEMO的权重减少百分比 |
| 2.5 NEMO相关讨论 |
| 2.5.1 无线链接的速率、稳定性和干扰 |
| 2.5.2 动态的接收者加入和离开 |
| 2.5.3 在其它拓扑结构上实现NEMO |
| 2.5.4 混合数据中心的开销 |
| 2.6 机架重新排列优化 |
| 2.7 性能评估实验 |
| 2.7.1 实验参数设置 |
| 2.7.2 NEMO和ESM之间的比较 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 数据中心网络中优化虚拟机布置方案 |
| 3.1 基于相关性的虚拟机布置问题 |
| 3.1.1 引言 |
| 3.1.2 虚拟机布置方案系统结构 |
| 3.1.3 预测模型 |
| 3.1.4 虚拟机布置算法 |
| 3.1.5 实验 |
| 3.2 基于带宽平衡的虚拟机布置问题 |
| 3.2.1 引言 |
| 3.2.2 问题定义 |
| 3.2.3 虚拟机布置算法 |
| 3.2.4 实验 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 数据中心网络中高效缓存机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 预备知识 |
| 4.2.1 数据结构 |
| 4.2.2 符号定义 |
| 4.3 Piche机制 |
| 4.3.1 概述 |
| 4.3.2 协议设计 |
| 4.3.3 缓存管理机制 |
| 4.3.4 缓存共享机制 |
| 4.3.5 缓存放置机制 |
| 4.4 理论分析 |
| 4.4.1 误报率 |
| 4.4.2 哈希桶的长度 |
| 4.4.3 广播开销 |
| 4.4.4 CBF大小与缓存大小的定量关系 |
| 4.5 仿真实验 |
| 4.5.1 Piche在不同数据分布上的性能 |
| 4.5.2 CBF, Trie和fp-table的作用 |
| 4.5.3 不同BF大小的性能 |
| 4.5.4 不同缓存项替换策略性能 |
| 4.5.5 不同缓存节点布置策略性能 |
| 4.5.6 Piche的可扩展性 |
| 4.5.7 Piche在不同数据中心网络拓扑上的性能 |
| 4.6 Amazon EC2实验 |
| 4.6.1 运行时间 |
| 4.6.2 不同数据分布的性能 |
| 4.6.3 不同BF大小的性能 |
| 4.6.4 可扩展性 |
| 4.6.5 不同广播时间间隔的性能 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 数据中心网络结构分析 |
| 5.1 数据中心网络体系结构 |
| 5.1.1 交换机中心结构 |
| 5.1.2 服务器中心结构 |
| 5.1.3 增强型结构 |
| 5.2 数据中心网络结构定性定量分析 |
| 5.2.1 交换机中心结构和服务器中心结构的分析 |
| 5.2.2 光交换结构的分析 |
| 5.2.3 无线结构的分析 |
| 5.2.4 未来研究方向 |
| 5.3 本章小结 |
| 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间投稿中的学术论文 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
（8）交换机中优先级虚拟输出队列调度策略的研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究方法 |
| 1.3 研究的目标和意义 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究意义 |
| 1.4 研究的创新性 |
| 1.5 研究的内容 |
| 第二章 相关技术研究 |
| 2.1 交换机体系结构研究 |
| 2.1.1 VoQ技术 |
| 2.1.2 交换机crossbar结构 |
| 2.1.3 仲裁器 |
| 2.1.4 交换机缓存 |
| 2.2 VoQ输入排队方式 |
| 2.3 OPNET仿真软件 |
| 2.3.1 OPNET软件特点研究 |
| 2.3.2 OPNET进程模型解析 |
| 2.4 基于OPNET的高速交换机仿真实验平台 |
| 2.5 MySql数据库软件研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 交换机中优先级虚拟输出队列调度策略设计 |
| 3.1 调度策略设计需求分析 |
| 3.1.1 策略功能性需求 |
| 3.1.2 仿真需求 |
| 3.2 基于优先级虚拟队列的调度算法方案设计 |
| 3.2.1 常见调度策略分析 |
| 3.2.2 输入队列组织形式设计 |
| 3.2.3 端口缓存组织形式设计 |
| 3.2.4 基于优先级的调度策略设计 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 基于优先级虚拟队列的调度策略仿真实现 |
| 4.1 组件化建模 |
| 4.2 端口缓存数据区实现 |
| 4.3 输入仲裁器模块实现 |
| 4.3.1 进程分解 |
| 4.3.2 事件枚举 |
| 4.3.3状态机开发 |
| 4.4 VoQ队列实现 |
| 4.4.1 进程分解 |
| 4.4.2 获得数据包并插入队列子进程 |
| 4.4.3 将数据包从队列取出子进程 |
| 4.4.4 删除超时数据包子进程 |
| 4.5 输出仲裁模块实现 |
| 4.5.1 基于优先级虚拟队列的调度算法实现 |
| 4.5.2 基于RRM算法实现 |
| 4.6 数据存储设计 |
| 4.6.1 数据包信息 |
| 4.6.2 仿真信息 |
| 4.6.3 优先级流信息 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 系统测试与仿真数据分析 |
| 5.1 开发与测试环境 |
| 5.2 测试流量模型 |
| 5.2.1 IP业务模型 |
| 5.2.2 FC-AE业务模型 |
| 5.2.3 时间同步数据业务模型 |
| 5.3 性能分析模型 |
| 5.4 调度算法功能性测试方案设计 |
| 5.4.1 调度策略功能性测试方案 |
| 5.4.2 调度策略性能测试方案 |
| 5.4.3 对比验证方案 |
| 5.5 测试过程与实验结果分析 |
| 5.5.1 调度策略功能性测试 |
| 5.5.2 调度策略性能测试 |
| 5.5.3 对比测试 |
| 5.6 理论分析 |
| 第六章 结论 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（9）教学资源数据交换平台关键技术研究与应用（论文提纲范文）
| 详细摘要 |
| abstract |
| 摘要 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 课题研究范畴 |
| 1.2.1 数据整合及体系结构研究范围概述 |
| 1.2.2 数据交换效率及安全问题研究范围概述 |
| 1.2.3 数据分析及应用问题研究范围概述 |
| 1.3 研究内容和主要贡献 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第2章 数据交换平台相关技术研究现状 |
| 2.1 数据交换平台体系结构研究现状 |
| 2.2 数据交换平台数据交换技术研究现状 |
| 2.2.1 数据交换平台路由器层交换技术研究现状 |
| 2.2.2 数据交换平台网络流量监测技术研究现状 |
| 2.2.3 数据交换平台安全技术研究现状 |
| 2.2.4 数据交换平台并行处理技术研究现状 |
| 2.3 数据交换平台数据分析和应用研究现状 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 数据交换平台体系结构研究 |
| 3.1 基于XML的教学资源数据交换平台体系结构研究 |
| 3.1.1 引言 |
| 3.1.2 相关工作介绍 |
| 3.1.3 异构教育资源数据交换平台中间层体系结构研究 |
| 3.1.4 异构教育资源数据平台应用层体系结构研究 |
| 3.2 本章小结 |
| 第4章 数据交换平台信息交换效率及安全问题研究 |
| 4.1 并行交叉开关在数据交换平台中的研究 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 相关工作介绍 |
| 4.1.3 并行交叉开关队列网络模型设计 |
| 4.1.4 并行化容争交叉开关交换结构设计 |
| 4.1.5 仿真实验分析 |
| 4.2 瓶颈带宽测量方法在数据交换平台中的研究 |
| 4.2.1 引言 |
| 4.2.2 相关工作 |
| 4.2.3 基于ICMPv6的带宽测量方法改进模型 |
| 4.2.4 仿真实验分析 |
| 4.3 异常流量检测方法在数据交换平台安全问题中的研究 |
| 4.3.1 引言 |
| 4.3.2 相关工作介绍 |
| 4.3.3 泛洪DoS/DDoS攻击时流量特点分析 |
| 4.3.4 泛洪DoS/DDoS攻击的异常流量监测算法设计 |
| 4.3.5 仿真实验分析 |
| 4.4 OpenMP的并行化程序模型在数字交换平台中的研究 |
| 4.4.1 引言 |
| 4.4.2 相关工作介绍 |
| 4.4.3 OpenMP指令并行程序开销模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 数据交换平台数据分析和应用技术研究 |
| 5.1 基于数据交换平台的智能导学系统的研究与应用 |
| 5.1.1 引言 |
| 5.1.2 相关工作介绍 |
| 5.1.3 基于数据交换平台的智能导学系统模型架构设计 |
| 5.1.4 基于数据交换平台的智能导学系统领域知识库设计 |
| 5.1.5 高等数学个性化学科评估组件的设计 |
| 5.1.6 改进型C4.5 算法在智能导学系统中的优化研究 |
| 5.1.7 仿真实验结果分析 |
| 5.2 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）基于变长包的大容量交换网络研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 交换结构介绍 |
| 1.2.1 时分交换结构 |
| 1.2.2 空分交换结构 |
| 1.3 国内外研究现况 |
| 1.4 论文的主要工作和结构 |
| 1.4.1 本论文主要研究内容 |
| 1.4.2 论文的结构 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 基于变长包交换的调度算法 |
| 2.1 基于变长包交换的Unbufffered Crossbar结构中的调度算法 |
| 2.1.1 IP-PIM算法 |
| 2.1.2 PB-i SLIP算法 |
| 2.1.3 SOL算法 |
| 2.2 Buffered Crossbar中的变长交换调度算法 |
| 2.3 MMM型Clos结构中的流量调度算法 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 基于变长包的大容量交换网络总体架构与功能设计 |
| 3.1 基于变长包的大容量交换网络整体架构设计 |
| 3.1.1 设计背景与设计目标 |
| 3.1.2 方案概述 |
| 3.2 FAP总体架构 |
| 3.2.1 IM |
| 3.2.2 OM |
| 3.3 CM总体架构 |
| 3.3.1 数据包传输模块 |
| 3.3.2 控制信元传输模块 |
| 3.3.3 路由处理模块 |
| 3.3.4 单级拓扑结构 |
| 3.3.5 多级拓扑结构 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于变长包的大容量交换网络的功能设计 |
| 4.1 令牌调度方案 |
| 4.2 流控方案 |
| 4.2.1 链路拥塞流量控制 |
| 4.2.2 单播拥塞流量控制 |
| 4.2.3 组播拥塞流量控制 |
| 4.3 链路故障下基于Bundle连接的负载均衡方案 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于变长包交换的大容量交换网络仿真分析 |
| 5.1 仿真建模设计 |
| 5.1.1 节点建模 |
| 5.1.2 CM节点建模 |
| 5.1.3 网络拓扑建模 |
| 5.2 仿真测试与结果分析 |
| 5.2.1 交换架构性能能测试 |
| 5.2.2 链路故障下基于Bundle连接的负载均衡测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、PERFORMANCE COMPARISON OF CELL-BASED AND PACKET-BASED SWITCHING SCHEMES FOR SHARED MEMORY SWITCHES（论文参考文献）
- [1]高速交换机智能缓存管理机制验证平台的设计与实现[D]. 单安童. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]基于软件定义网络的边缘数据共享机制研究[D]. 谢俊杰. 国防科技大学, 2020(01)
- [3]高速匿名流量在线识别与分析技术研究与实现[D]. 陈冷. 东南大学, 2020(01)
- [4]一种可配置的光纤通道交换网络系统设计与实现[D]. 吴浩阳. 电子科技大学, 2020(07)
- [5]基于AXIS的Clos结构高速交换网络的设计与实现[D]. 陶亮. 电子科技大学, 2020(07)
- [6]一种高速FC交换机的关键技术研究[D]. 张永泽. 电子科技大学, 2020(07)
- [7]数据中心网络中能效优化技术研究[D]. 陈涛. 上海交通大学, 2018(06)
- [8]交换机中优先级虚拟输出队列调度策略的研究与实现[D]. 高杰. 北京邮电大学, 2018(11)
- [9]教学资源数据交换平台关键技术研究与应用[D]. 香丽芸. 吉林大学, 2017(03)
- [10]基于变长包的大容量交换网络研究[D]. 王钰中. 电子科技大学, 2017(07)