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面向网络处理器的数据平面软件设计框架

计算机工程 2006年第6期32卷 95-97,185页

作者：赵丽萍吉林铁路运输职工大学计算机信息工程系吉林132001

网络处理器(NP)以数据平面的微码可编程特性,兼顾专用硬件芯片高性能和纯软件解决方案配置灵活性优势,提供解决转发性能与QoS瓶颈的有效途径。以AMCC NP34xx网络处理器为例,总结了NP通用体系结构,研究基于网络处理器架构的数据平面软件... 详细信息

网络处理器(NP)以数据平面的微码可编程特性,兼顾专用硬件芯片高性能和纯软件解决方案配置灵活性优势,提供解决转发性能与QoS瓶颈的有效途径。以AMCC NP34xx网络处理器为例,总结了NP通用体系结构,研究基于网络处理器架构的数据平面软件设计框架,提出了综合微码与高级语言的混合编程模式和性能优化方法。在此基础上,结合一种二层交换(L2SW)数据平面软件的设计与实现,系统阐述了基于网络处理器的数据平面软件关键实现技术和性能评估策略。

关键词：网络处理器数据平面设计框架混合编程二层交换

基于可编程硬件的虚拟路由器数据平面设计与实现

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电子学报 2013年第7期41卷 1268-1272页

作者：刘中金李勇杨懋苏厉金德鹏曾烈光清华大学电子工程系北京100084

未来网络体系结构创新和验证亟需建设虚拟化网络实验平台,虚拟路由器作为其中的核心组网设备,其结构和性能决定了实验平台的灵活性和承载能力.本文提出基于并行流水线的虚拟路由器数据平面结构,结合并行包分类和异步多指针轮询调度机制... 详细信息

未来网络体系结构创新和验证亟需建设虚拟化网络实验平台,虚拟路由器作为其中的核心组网设备,其结构和性能决定了实验平台的灵活性和承载能力.本文提出基于并行流水线的虚拟路由器数据平面结构,结合并行包分类和异步多指针轮询调度机制,在同一物理底层上实现了多个相互隔离的并行异构路由器.本设计在可编程硬件上进行了原型实现,并结合商用及软件路由器在真实的网络环境中部署、测试与实验.实验结果表明与传统单流水线结构相比,本设计能以更高灵活性和并行性支持异构的路由器实例独立运行;在逻辑资源开销和延时特性未显著增加的情况下,并行虚拟路由器可以达到与硬件可比的线速转发能力.

关键词：虚拟化数据平面并行流水线可编程硬件

控制器故障下的软件定义机载网络数据平面迁移策略

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航空学报 2021年第3期42卷 343-352页

作者：吕娜潘武陈柯帆张彦晖空军工程大学信息与导航学院西安710077 中国人民解放军94860部队南京210000

软件定义网络(SDN)为突破机载网络功能僵化所造成的瓶颈提供了新的契机。针对软件定义机载网络控制域内控制节点故障问题,提出一种基于时延和负载均衡的传输节点迁移策略,将故障控制节点所管控数据平面中的传输节点迁移至其他正常控制节... 详细信息

软件定义网络(SDN)为突破机载网络功能僵化所造成的瓶颈提供了新的契机。针对软件定义机载网络控制域内控制节点故障问题,提出一种基于时延和负载均衡的传输节点迁移策略,将故障控制节点所管控数据平面中的传输节点迁移至其他正常控制节点,恢复网络的正常管控。以迁移时延和负载均衡率为目标,建立迁移优化模型,提出基于时延和负载均衡的传输节点迁移算法,指导数据平面中的迁移动作,最终对两个性能目标进行综合权衡。实验结果表明,与距离就近迁移(DCM)策略和分布式逐跳(DHA)策略相比,所提策略在迁移时延和负载均衡率2个方面进行了合适的折中,避免出现迁移时延过大或控制节点负载失衡的情况,有效解决机载网络故障恢复问题。

关键词：机载网络软件定义网络(SDN) 数据平面迁移时延负载均衡率

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面向SDN数据平面故障恢复的备份机制

网络新媒体技术 2022年第2期11卷 18-24页

作者：崔佳姜艳宋磊曾学文中国科学院声学研究所国家网络新媒体工程技术研究中心北京100190 中国科学院大学北京100049

软件定义网络(SDN)作为一种新型的网络架构,通过将网络设备的控制平面与数据平面分离开来,实现了对网络的灵活控制。由于数据平面承担着数据转发的重要任务,直接影响着网络的正常通信,因此一旦网络中发生故障,保证数据平面的正常运行显... 详细信息

软件定义网络(SDN)作为一种新型的网络架构,通过将网络设备的控制平面与数据平面分离开来,实现了对网络的灵活控制。由于数据平面承担着数据转发的重要任务,直接影响着网络的正常通信,因此一旦网络中发生故障,保证数据平面的正常运行显得尤为重要。本文设计了一种面向数据平面的备份机制,将保留最后全局一致的流表版本作为热备份,同时把常驻流表以文件的形式存储在交换机中作为冷备份,两者结合的备份机制提高了数据平面在故障发生下的生存能力。通过搭建实验平台对该机制进行验证,证明了机制的有效性,保障了通信的正常进行,在故障快速恢复和降低备份资源开销上也均有一定优势。

关键词：软件定义网络数据平面备份机制故障恢复

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基于数据平面可编程的负载均衡算法

吉林大学学报（信息科学版） 2023年第6期41卷 1099-1105页

作者：张一凡韩卫占周云中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050081 陆装驻石家庄地区第一军代室石家庄050081

针对目前网络数据平面存在僵化现象,导致网络中数据流不均衡的问题,提出了一种基于数据平面可编程的负载均衡算法。首先通过带内网络遥测(INT:In-band Network Telemetry)技术获取网络实时状态信息,然后利用提出的BD-ECMP(Bandwidth and... 详细信息

针对目前网络数据平面存在僵化现象,导致网络中数据流不均衡的问题,提出了一种基于数据平面可编程的负载均衡算法。首先通过带内网络遥测(INT:In-band Network Telemetry)技术获取网络实时状态信息,然后利用提出的BD-ECMP(Bandwidth and Delay Equal-Cost Multi-Path Routing)算法选择数据流的最佳传输路径。采用编程协议无关的包处理器(P4:Programming Protocol-Independent Packet Processors)语言对SDN网络数据平面的数据流进行优化处理,从而实现网络负载均衡。仿真实验结果表明,与传统ECMP算法相比,BD-ECMP算法在平均流完成时间、网络吞吐量及网络丢包率等方面具有明显优势。

关键词：计算机网络软件定义网络负载均衡数据平面协议无关的包处理器

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基于流类型的SDN数据平面故障恢复算法

重庆邮电大学学报（自然科学版） 2018年第1期30卷 134-140页

作者：段洁高江明程克非赵国锋韩健重庆邮电大学未来网络研究中心重庆400065 重庆邮电大学网络技术研究所重庆400065

软件定义网络(software defined networking,SDN)的网络拓扑中,链路故障恢复目标是保证故障恢复时延在可容忍范围内、减少数据包丢失和节约交换机存储资源。现有研究方法对链路故障恢复考虑了恢复时延、数据包丢失率、网络吞吐量等因素... 详细信息

软件定义网络(software defined networking,SDN)的网络拓扑中,链路故障恢复目标是保证故障恢复时延在可容忍范围内、减少数据包丢失和节约交换机存储资源。现有研究方法对链路故障恢复考虑了恢复时延、数据包丢失率、网络吞吐量等因素,没有考虑数据流对网络带宽的要求及运营商/用户的一些特殊限制。为了解决以上问题,同时满足故障恢复时延要求和运营商/用户定制化需求,提出了基于流类型的SDN数据平面故障恢复算法(failure recovery algorithm based on flow type in SDN data plane,FR-FT)。该方法根据服务质量要求将数据流分为3类,将运营商/客户的定制化需求绑定到不同数据流上,根据对应约束条件对不同类型数据流制定不同故障恢复策略。仿真结果表明,该方法可以减少交换机流表项消耗、故障恢复时延、数据包丢失率。

关键词：软件定义网络故障恢复数据平面数据流

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IXP2400数据平面的代码优化机制研究

微电子学与计算机 2005年第5期22卷 195-200页

作者：孙清西安交通大学网络所

着眼于对ixp2400的快速、高效开发,对其构造进行了整体分析。结合以对微引擎的微代码开发为核心开发的特点,研究了数据平面微代码开发的各个环节。对Intel公司提供的IXA可移植框架作了总体介绍并着重分析了其数据平面开发的结构特点及... 详细信息

着眼于对ixp2400的快速、高效开发,对其构造进行了整体分析。结合以对微引擎的微代码开发为核心开发的特点,研究了数据平面微代码开发的各个环节。对Intel公司提供的IXA可移植框架作了总体介绍并着重分析了其数据平面开发的结构特点及优化措施。总结了数据平面的微代码开发应采用的方式,提出了微代码开发中的优化开发方法。最后在实际的应用开发中加以实现,并给出了具体微代码模块的组织结构。

关键词：网络处理器 IXP2400 微引擎数据平面 IXA可移植框架

SR技术在二层虚拟专网中基于MPLS的实现与性能分析

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信息与电脑 2024年第2期36卷 162-164页

作者：史承斌上海市信息网络有限公司上海200081

文章聚焦于分段路由(Segment Routing,SR)技术在多协议标签交换(Multiprotocol Label Switching,MPLS)中的应用,尤其关注其在二层虚拟专网(Layer 2 Virtual Private Network,L2VPN)中的实现和性能。SR通过标签堆栈实现路径动态引导。控制平面协同工作进行路径计算、标签分配和拓扑管理,数据平面执行实际数据包传输。然后进行性能测试,将测试结果与传统方法进行对比对比,结果表明SR在二层虚拟专网中性能优于传统的传输方式。

关键词：分段路由多协议标签交换二层虚拟专网控制平面数据平面

支持IPv6试验和部署的新型数据平面结构研究

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郑州大学学报（工学版） 2019年第2期40卷 12-17页

作者：黄万伟杜春锋张建伟段通郑州轻工业学院软件学院河南郑州450002 郑州轻工业学院计算机与通信工程学院河南郑州450002 国家数字交换系统工程技术研究中心河南郑州450002

为了解决IPv4网络体系结构和设备难以满足IPv6网络在数据包解析、匹配、动作执行等方面的问题,提出了一种支持IPv6试验和部署的新型数据平面结构.该结构包含一种同时支持策略和功能的数据平面抽象机制以及一种应用于IPv6下一代互联网的... 详细信息

为了解决IPv4网络体系结构和设备难以满足IPv6网络在数据包解析、匹配、动作执行等方面的问题,提出了一种支持IPv6试验和部署的新型数据平面结构.该结构包含一种同时支持策略和功能的数据平面抽象机制以及一种应用于IPv6下一代互联网的数据平面硬件结构,支持多种创新网络体系结构在同一网络中共存,实现对新型协议的试验和验证,支持可定制的协议解析、灵活可编程的分组处理以及内部资源的动态组合,以支撑未来网络功能的试验、部署和评估.通过系统试验和分析,验证了该结构在可接受资源开销的情况下具有较高的转发性能.

关键词：规模部署数据平面抽象机制硬件结构可编程