路由器中若干技术问题研究

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1、北京邮电大学博士学位论文路由器中若干技术问题研究姓名：张勇申请学位级别：博士专业：信号与信息处理指导教师：雷振明20030701J匕京邮电大学博士学位论文3．基于流的报文分类随着因特网的发展，人们对于业务质量的需求不断提高，导致越来越多的网络设备逐渐或部分采用基于流的报文处理方法：首先对到达的报文进行分类，然后根据分类结果进行相应的调度、处理、统计、流控。本文在分析已有的基于流的报文分类结构的基础上，提出了基于硬件哈希表的报文分类结构。并进行了如下的创新工作：(1)从理论分析和仿真两个方面研究了均匀映射和非均

2、匀映射两种情况下的哈希查表性能规律，以指导基于硬件哈希表的报文分类结构及算法的选择。(2)就硬件哈希查表应用中的新流加入失败问题，提出了两种结构，可以将新流加入失败概率降低到忽略不计的程度，并具有实现简单、成本低的优点。(3)分析了几种大容量硬件哈希表实现结构，提出了一种基于DRAM的多级硬件哈希表结构，并对其静态查表性能和动态查表性能进行了深入研究，具有一定的理论和实用价值。(4)提出了一种新颖的硬件哈希表压缩方法，可以有效降低构建硬件哈希表所需的存储器空间，提高报文分类性能，并对其性能进行了深入研究。(5

3、)对于在具有接纳控制系统中采用CAM表进行报文分类，提出了一种新颖的结构和对应的算法，可以大大压缩所需CAM表的容量，并对其性能进行了深入研究。(6)就哈希映射的均衡性问题，提出了哈希映射均衡度的概念，并对基于取模运算的哈希映射均衡性进行了深入的研究。砉；笤i暴N,da器统计功能IP查表基于流的报文分类哈希北京邮电大学博士学位论文ABSTRACTDrivenbythefollowingfactors，therouterneedstoimproveitssystemcapacityandlinkspeed：(1

4、)theimprovementintheprocessingcapacityofpersonalcomputerandtherapiddevelopmentofethemettechnologywidenthegapbetweenWANandLANandmakeLANthebottleneckoftheinteractforfurtherdevelopment．(2)Thetransmissiontechnologyhasimproveddramatically．WDMandDWDMtechnologyhav

5、eraisedthebandwidthavailableinasinglefiberbeyond1Tbps．Themainfi．mctionsintherouterdependontheoperationssuchastablelookup，switching，packetbufferingandqueuescheduling，etc．Theperformanceoftheseoperationsisconstrainedbythememorybandwidthavailable，Becausethememo

6、rybandwidthimprovementisfarlaggedbehindtheimprovementofMoor’Slaw，routerbecomesthebottleneckoftheWAN．Themainsolutionstoimproveroutercapacitylieonusingspecificstructuresandalgorithmstoimprovetheperformanceofaboveoperations．Thefollowingfunctionsinrouterarestud

7、iedinthispaper．1．StatisticsfimctionFirsttheclassificationofthestatisticsfunctionisanalyzedandwithitthepossibleimplementationstructurefordifferentstatisticsrequirementisstudied．Forthelargevolumeandhighspeedstatisticsapplications，DevavratShahinStanfordUnivers

8、ityproposedthesolutionofLCF—CMAwhichbasedontheideaofmemoryhierarchy．Butitistoodifficultforimplementation．Withthein打oductionofthissolution，amoreefficientsolutioncalledSI-CMAisproposed．ItCanbeveryeasilyi