检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机研究与发展 2025年第5期62卷 1091-1107页

作者：林涵越吴婧雅卢文岩钟浪辉鄢贵海处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049 上交所技术有限责任公司上海200131

网络包处理是网络设备的基本功能,涉及报文修改、校验和与哈希计算、数据包镜像或过滤、统计限速等多项任务.作为网络包处理的重要部件,网络处理器(network processor,NP)基于处理器结构,为网络设备提供线速的性能和充分的可编程能力,... 详细信息

网络包处理是网络设备的基本功能,涉及报文修改、校验和与哈希计算、数据包镜像或过滤、统计限速等多项任务.作为网络包处理的重要部件,网络处理器(network processor,NP)基于处理器结构,为网络设备提供线速的性能和充分的可编程能力,但其架构多样,可分为单段式架构和多段式架构,现有模拟方法无法同时对二者性能进行模拟仿真.因此,提出一种通用网络处理器的结构模拟和性能仿真框架Neptune,采用多段式架构作为硬件抽象,使用事件链表、核间队列结构为数据通路和多段式架构模拟提供保障,同时满足单段式架构模拟需求.另外,借助同步图计算模式进行准确的并行模拟,并采用混合事件与时间驱动方法保障模拟高效性.实际测试中,Neptune以95%以上准确率支持2种架构的模拟,并以3.31MIPS的性能对网络处理器进行模拟,相较PFPSim取得1个数量级的性能提升.最后,展示了3个运用该框架进行网络处理器优化分析的应用案例.

关键词：网络包处理网络处理器可编程数据面专用处理器模拟器

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有状态网络报文处理的可编程计算架构

引用

电子设计工程 2025年第9期 175-179+185页

作者：彭鼎祥锐捷网络股份有限公司

为了解决现有的软件定义网络(SDN)交换机中，控制有状态数据报文处理带来的延迟问题，在硬件中为有状态的网络功能编程提供完备且简单的抽象模型仍然是具有挑战性的研究。该文扩展了OpenFlow硬件原语，提出一种有状态报文处理的可编程... 详细信息

为了解决现有的软件定义网络(SDN)交换机中，控制有状态数据报文处理带来的延迟问题，在硬件中为有状态的网络功能编程提供完备且简单的抽象模型仍然是具有挑战性的研究。该文扩展了OpenFlow硬件原语，提出一种有状态报文处理的可编程数据平面抽象，并详细地设计了其调度、匹配、状态更新、处理操作等硬件架构。同时，该文基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)将有状态网络业务用例映射至硬件架构上进行验证，结果表明，该硬件架构灵活、可扩展，并能实现对有状态数据报文的低延迟线速处理。

关键词：有状态报文处理可编程数据面计算架构现场可编程逻辑门阵列

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支持状态可编程的SDN交换机关键技术研究

支持状态可编程的SDN交换机关键技术研究

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作者：井丽南中国科学院大学

学位级别：博士

软件定义网络(Software-definednetworking，SDN)分离了控制平面与数据平面，逻辑上集中了网络智能和状态，为网络带来了编程性和灵活性。然而传统SDN中，交换机无法主动监控流量状态和改变流量行为。网络应用的持续运行，需要数据平面... 详细信息

软件定义网络(Software-definednetworking，SDN)分离了控制平面与数据平面，逻辑上集中了网络智能和状态，为网络带来了编程性和灵活性。然而传统SDN中，交换机无法主动监控流量状态和改变流量行为。网络应用的持续运行，需要数据平面和控制平面之间频繁交互，这为网络带来了额外的延迟和开销。　　状态数据平面提出了一种新的“匹配-状态-动作”范式，它可以在数据平面中保持和管理状态。部署在状态数据平面的网络应用程序，可以自动根据网络状态调整包处理策略，从而获得更好的准确性和效率。　　目前对状态数据面的研究，未考虑大规模网络流量、多应用并存、交换机内资源有限、扩展成本等现实情况下面临一系列挑战。交换机因查找状态而增加的开销，可能严重损害转发性能。交换机为支持状态处理而增加的新模块，带来了扩展成本的问题。而且，对于交换机内有限空间的管理和可持续利用也不容忽视。　　为解决上述问题，本文主要从状态存储机制、状态编程机制以及状态空间管理机制等方面展开研究。　　本文主要研究内容与成果如下:　　1.本文提出了一种用于交换机内存储状态的多级状态域(MSSA)结构，保证固定时间的状态查找和插入。MSSA通过关联交换机内的多级匹配动作表，划分状态共享范围，将数据包可查找的状态限制在有限个状态域中。本文在基于通用服务器上实现的SEASW交换机上，测试了状态数量对状态查找/插入时间的影响。结果表明，MSSA获取/插入状态的成本是不变的，与状态数量无关。　　2.为了避免支持状态处理造成的交换机功能冗余和扩展成本增加的问题。本文提出在交换机中使用数据类型和数据位置表示数据，实现以统一的匹配动作表兼容处理多种类型数据。本文还提出一组原子性的动作，利用数据类型和数据位置表示数据，动作天然的兼容多类型数据处理和交互。本文在基于通用服务器上实现的SEASW交换机上，测试了数据类型、数据加载和存储对交换机性能的影响。结果表明，使用数据类型和数据位置表示数据的可以在不降低交换机转发性能的前提下，兼容多种类型数据处理。　　3.为提高交换机内状态空间利用率，本文基于多级状态域结构和使用数据类型和数据位置表示数据的方法，提出了一种基于关系表的区段式状态空间管理方法。该方法在控制器上，利用关系表记录各交换机的空间使用情况，利用区段描述交换机内状态域的可用空间。本文在基于通用服务器上实现的SEASW交换机和控制器POX上，对状态空间利用率、状态管理性能进行了实验。结果表明，与超时删除方法比，本文方法下空间利用率显著提高。　　4.本文基于通用服务器设计并实现了一种状态可编程的SDN交换机SEASW。该交换机支持使用多级状态域存储状态、使用数据类型和数据位置表示数据包字段和状态、使用原子性动作处理状态，以及支持与控制器进行状态空间情况交互。本文对SEASW进行了状态以及性能相关的测试。实验结果证实了在多级状态域结构下，状态的数量、状态的类型对于状态查找/插入时间没有影响的结论，但是字节非对齐的状态偏移和长度会增加状态查找和插入的时间。在本文测试环境下，当状态值的比较数量小于12时，使用动作比较状态性能更好。利用多核可以实现对SEASW的性能扩展，但是PCIe限制了交换机的最高吞吐。

关键词：交换机软件定义网络可编程数据面状态数据面

来源：评论

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战术网中基于POF的动态可伸缩控制方案研究

引用

信息工程大学学报 2023年第5期24卷 513-519页

作者：李洪钧任保全钟旭东巩向武军事科学院系统工程研究院系统总体研究所北京100101 军事科学院系统工程研究院网络信息研究所北京100141

现代战术网中的业务越来越复杂,现有的网络控制方案难以有效支持。软件定义网络(Software Defined Network,SDN)架构可以提高战术网灵活性,但由于战术网脆弱的无线环境特征及SDN的集中式控制特点,该架构存在很高的单点故障风险,控制信... 详细信息

现代战术网中的业务越来越复杂,现有的网络控制方案难以有效支持。软件定义网络(Software Defined Network,SDN)架构可以提高战术网灵活性,但由于战术网脆弱的无线环境特征及SDN的集中式控制特点,该架构存在很高的单点故障风险,控制信道的失效会导致整个网络崩溃。针对这一问题,提出了一种基于协议无感知转发(Protocol Oblivious Forwarding,POF)的动态可伸缩控制方案。采用带内带外混合控制的方法,可以在环境高度动态的战术网中实现韧性控制。当带外控制信道失效后,网络可以基于带内控制与数据平面自定义协议相结合的方式,继续维持一定的网络功能。实验结果表明,本方案对于不稳定的战术网有较强的适应能力,在带外控制失效信道时仍能保障网络可用并使时延保持在0.1 s左右的范围。

关键词：战术网软件定义网络协议无感知转发可编程数据面可伸缩控制

来源：评论

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