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《解放军信息工程大学》 2004年
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高性能IPv6路由器ATM接口设计与实现技术研究

廖鹰  
【摘要】:高性能IPv6路由器作为面向下一代网络应用的高性能路由器,必须提供对多种网络协议的支持。ATM接口是高性能IPv6路由器中必须实现的线路接口之一。本文在研究ATM相关协议的基础上,结合IP over ATM的基本原理,设计一种能够支持ATM业务的线路接口实现方案。在该实现方案中,提出具有通用性的AAL5的调度和存储器管理策略;为解决VHDL语言难以对非2的n次幂进行取余的问题,提出一种分段式递归查表机制;为解决多队列FIFO轮询中效率偏低的问题,提出一种并行多队列轮询调度方案。本文还给出整个硬件系统的功能模块划分和关键器件选型,同时结合ICX仿真和无匹配布线完成PCB电路板的设计,并对关键输入和输出链路控制单元进行详细的分析和实现。测试表明,该ATM线路接口板在IPv6高性能路由器上运行良好,满足各项性能指标。 本文的主要贡献和创新主要有以下几个方面: ● 根据高性能IPv6路由器对线路接口的功能需求和AAL5协议的工作原理,提出ATM线路接口硬件系统的设计方案,从逻辑上进行模块划分并确定各个模块要实现的功能。在此基础上,进而提出整个系统和各模块的硬件实现方案,给出关键问题的具体实现过程。 ● 在AAL5实现的设计中,为了保证一定的公平性,满足整包处理的需求,提出分片轮询(CRR)和逐包轮询调度(PRR)相结合的调度策略;为降低系统丢包率和提高吞吐量,提出一种基于门限的调度策略(TBSP),并且将TBSP与分类随机早期探测(CBRED)缓存器管理机制相结合,实现实时业务的时延控制和QoS要求。 ● 提出一种并行多队列轮询调度方案,在对队列读取的同时,调度机直接判决出下一个需要读取的队列,从而在多个队列切换中无需等待时间。该调度机制性能稳定,具有较强的抗突发能力。 ● 提出一种具有一般性的对非2的n次幂取余的“分段式递归查表”(Segment Recursion Look Up;SRLU)机制,利用VHDL中对2的n次幂的除法的简便性,将被除数进行分段,同时结合递归查表的方式,从而可以高效准确地得出余数结果。其简化方案在ATM接口中得到实现。
【学位授予单位】:解放军信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TN915

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