路由器SoC系統架構的研究與設計

路由器SoC系統架構的研究與設計

作者:師大云端圖書館 時間:2015-09-02 分類:期刊論文 喜歡:1461
下載WORD版論文WORD版論文下載 下載PDF版論文PDF版論文下載

【摘要】作為Internet網絡的核心設備,路由器對整個網絡系統的性能起到了關鍵作用。一方面,隨著大數據時代的到來,當前的路由器體系結構難以解決目前路由器所面臨的容量、效率、擴展性和功耗等問題。另一方面,伴隨著網絡的快速發展,網絡的安全性面臨著巨大挑戰,需要在路由器中快速發現網絡進攻行為,保護網絡數據安全。針對路由器在網絡傳輸效率和數據安全兩方面的需求,本文對路由器SoC(SystemonChip)體系結構、片內通信、互連結構診斷技術、深度包檢測技術中特征(模式)匹配技術以及功能驗證等關鍵技術進行了深入的研究,提出一些新的解決思路,為下一代網絡路由器的性能和數據安全提升提供借鑒。論文的主要研究內容和創新性成果包括:1.對路由器SoC的片內通信機制進行了深入的研究,提出了Mobius立方體的最短路徑算法,該算法相對于CullP提出的算法能快速找到一條最短路徑;在此基礎上,提出了查找Mobius立方體中任意源/目的節點之間所有最短路徑查找算法。2.基于0型/1型-2維Mobius立方體,提出了一種適于硬件實現的路由器SoC互連結構分層路由交叉互連Mesh結構HRCM,以及適用于該結構的分層路由算法HXY。該結構具有良好的系統性能和可擴展性,易于實現IP路由器中的以完成路由器中的分布式轉發和交換。實驗結果表明,與Xmesh和Mesh相比,HRCM不論是在系統吞吐量、丟包率還是系統平均延時上都具有較大優勢。3.提出了一種帶有容錯的分層雙環形路由器SoC拓撲結構,該結構中鏈路分為兩組環網,其中有一組環網為備用環網。為該結構設計了一種時分和空分復用的路由算法,分離控制和數據,去除了數據緩存,消除了鏈路擁塞。仿真結果表明該結構可以有效避免擁塞、死鎖和饑餓,保證帶寬充分利用。4.提出一種在PMC模型下HRCM的快速條件診斷算法,通過廣度優先搜索遍歷整個HRCM網絡,在遍歷過程中通過相鄰節點之間的診斷結果將HRCM中的節點分成若干個集合,再通過集合之間的關系和集合中所含元素的數量識別出故障集合和無故障集合,對于N*N的HRCM網絡,該算法的時間復雜度為O(N2)。本文還將該算法有效的推廣到超立方體中,用來診斷由多個路由器組成的路由器系統。5.針對網絡安全提出了一種用于深度包檢測系統的模式匹配算法基于分布式存儲的正則表達式并行匹配算法REPMBDS。實驗表明,該算法在處理時間上相比現有的串行匹配算法至少可以提高5倍以上,可以有效地處理在高速、大容量的Internet對網絡入侵的實時檢測。6.基于NetFPGA開發板設計了路由器SoC的功能仿真驗證平臺。該平臺通過軟件模塊對其進行動態系統配置,實現了不同路由器SoC系統的功能仿真與驗證。設計了4*4的HRCM路由器SoC系統并進行了仿真。在驗證平臺上對基于HRCM互連結構的路由器SoC進行了驗證,并將深度包檢測系統嵌入到該路由器SoC結構中對其完成功能及性能驗證。
【作者】張麗果;
【導師】郝躍;
【作者基本信息】西安電子科技大學,集成電路系統設計,2014,博士
【關鍵詞】路由器SoC;片上網絡;特征匹配;正則表達式;功能驗證;

【參考文獻】
[1]張立文.電紡法制備銀基復合納米纖維及其在透明導電膜中的應用[D].哈爾濱工業大學,材料工程,2013,碩士.
[2]趙紅.《可持續發展旅游會議科克投標文件》翻譯實踐報告[D].曲阜師范大學,翻譯(專業學位),2013,碩士.
[3]于曉輝.我國網絡原創文學的出版研究[D].南京師范大學,新聞學,2012,碩士.
[4]劉淑海.一般政府服務產出核算若干問題研究[D].廣東財經大學,統計學,2014,碩士.
[5]侯思博.基于改進抽簽法的機場時隙分配研究[D].南京航空航天大學,交通運輸規劃與管理,2013,碩士.
[6]回春偉.厚煤層大斷面煤巷安全支護技術研究[D].遼寧工程技術大學,安全技術及工程,2012,碩士.
[7]常志偉.紡織漿料合成與性能的研究[D].青島大學,材料學,2004,碩士.
[8]戴曉莉.水稻低磷脅迫響應轉錄因子基因OsWRKY1的表達模式與功能鑒定[D].南京農業大學,植物營養學,2012,碩士.
[9]殷保群,李衍杰,周亞平,奚宏生.半Markov控制過程在折扣代價準則下的最優平穩策略[J].控制與決策,2004,06:691-694.
[10]田君楊.基于矩量理論的電力系統全局優化算法研究[D].廣西大學,電力系統及其自動化,2014,博士.
[11]陳守煜,王建明,伏廣濤.決策信息不完全確知的模糊決策集成模型[J].控制與決策,2002,06:847-851.
[12]馬曉春.數據挖掘在網絡入侵檢測系統中的應用研究[D].西北工業大學,2005.
[13]李希安.沙漠地區可控震源工作方法的探討[J].石油地球物理勘探,1980,S1:91-92.
[14]任鵬舉.芽孢桿菌及其脂肽化合物誘導煙草抗TMV的效果和機理的研究[D].南京農業大學,植物病理學,2013,碩士.
[15]齊家娟.喹啉醛衍生物的合成[D].中國礦業大學,化學工程與技術,2014,碩士.
[16]張夢雪.提高大學英語教學中文學比重對學生學習效果影響的案例研究[D].湖南師范大學,高等教育學,2013,碩士.
[17]王亞森.數字信道化接收機關鍵技術研究與工程化實現[D].國防科學技術大學,電子科學與技術,2012,碩士.
[18]胡健,李向陽,孫金花.中小企業環境績效評價理論與方法研究[J].科研管理,2009,02:150-156+165.
[19]張舒穎.谷崎潤一郎老年題材作品中的老人危機意識[D].吉林大學,日語語言文學,2013,碩士.
[20]王歌.山東省農產品國際競爭力研究[D].吉林大學,國際貿易學,2014,碩士.
[21]陳杰.湖南省財稅支農對農民收入的影響研究[D].中南林業科技大學,農村與區域發展,2013,碩士.
[22]陳勝早.N層變密度模型數學模擬法在蘇浙皖地區的應用[J].石油地球物理勘探,1987,03:237-248.
[23]楊景如.84例開放性乳突根治術中耳甲腔成形術療效的回顧性分析[D].大連醫科大學,耳鼻咽喉科學,2012,碩士.
[24]朱洪艷,陳碩,韓崇昭.考慮局部估計誤差相關性的傳感器選擇融合[J].控制與決策.
[25]趙琳娜.粒子鉆井數值模擬與破巖機理研究[D].北京化工大學,化工過程機械,2013,碩士.
[26]蘇恩平.申綠二號青花菜種源創新與產業化研究[D].浙江大學,農業推廣(專業學位),2009,碩士.
[27]張海東.面向螺旋曲面工件加工精度預測的虛擬檢測系統研究[D].華僑大學,機械制造及其自動化,2013,碩士.
[28]丁岳.中國民間對日索賠的國際法分析[D].西北大學,國際法學,2013,碩士.
[29]龐少靜.廣西生態保護的戰略思考[J].林業經濟.2003(08)
[30]劉霞.雜散電流自動檢測系統的開發[D].首都師范大學,通信與信息系統,2004,碩士.
[31]楊君,蔣健,王軍淋,王曉晴,鄭曉,潘再法,王麗麗.超聲輔助液液萃取-氣相色譜-質譜指紋圖譜應用于煙用香精香料的檢測[J].理化檢驗(化學分冊),2012,05:559-562.
[32]宋受俊,葛樂飛,王路生,王琛.基于GANN的SRM無位置傳感器位置預估方法研究[J].微特電機,2015,02:1-3+7.
[33]羨學磊.高精度軸類零件加工誤差補償技術研究[D].哈爾濱工業大學,機械制造及其自動化,2013,碩士.
[34]史保折.祝賀《井礦鹽技術》創刊五十期[J].井礦鹽技術.1983(04)
[35]李斌.基層政權與鄉村社會關系結構的變遷——建國以來[D].上海師范大學,政治學理論,2004,碩士.
[36]崔穎杰.基于疲勞壽命的商用車駕駛室焊點分布優化研究[D].吉林大學,車輛工程,2014,碩士.
[37]崔佳.我國高技術環境污染損害賠償問題研究[D].天津大學,經濟法學,2013,碩士.
[38]王晨.La/Fe粉煤灰吸附劑的制備及其對水體中活性染料的吸附性能研究[D].內蒙古師范大學,環境科學,2013,碩士.
[39]閆曉雯.遼寧省孤兒學校教學改進研究[D].沈陽師范大學,課程與教學論,2014,碩士.
[40]湯華蓮.高速高精度電流舵型數模轉換器關鍵技術研究[D].西安電子科技大學,集成電路系統設計,2014,博士.
[41]蔣紅兵.做好效益分析,醫療設備夠用不閑置[J].現代醫學儀器與應用.2006(01)
[42]孫晶晶.解決多目標優化問題的中心引力算法[D].渤海大學,運籌學與控制論,2013,碩士.
[43]楊軍.黑素瘤患者噬菌體抗體庫的構建與篩選[D].第四軍醫大學,皮膚病與性病學,2004,碩士.
[44]周水文.基于表面能理論低溫瀝青混合料的抗凍性能研究[D].哈爾濱工業大學,道路與鐵道工程,2013,碩士.
[45]王緒剛.基于體驗消費的網絡營銷策略研究[D].河海大學,2005.
[46]劉軍.利奧波德土地倫理思想對農村宅基地整理的啟示[D].浙江財經學院,倫理學,2012,碩士.
[47]韋燕青.英語可能自我與課堂焦慮[D].華中師范大學,學科教學,2013,碩士.
[48]謝誠.~(60)Coγ射線照射后大鼠唾液腺中Mre11蛋白表達與凋亡的觀察[D].廣西醫科大學,口腔頜面外科(專業學位),2013,碩士.
[49]李罡.沖擊載荷作用下三維界面端的應力奇異性研究[D].東北大學,固體力學,2011,碩士.
[50]文聽雷.雙酚型苯并噁嗪及其復合材料的制備和表征[D].合肥工業大學,材料學,2013,碩士.

相關推薦
更多

喜乐彩开奖