隨著互聯(lián)網的發(fā)展,越來越多的網絡應用對作為互聯(lián)網基礎設施的路由器提出了更高的要求。一方面,路由器應能提供高速的分組轉發(fā)功能；另一方面,路由器也應提供足夠的可擴展性,使得ISP可以基于路由器提供新的服務。傳統(tǒng)上,這些可擴展性和新的應用是通過設計新的硬件替換已有硬件,或者像NAT盒一樣添加中間件（Middlebox）來完成的。雖然現(xiàn)有的硬件路由器也在提高其可擴展性和可編程性,但是由于其硬件環(huán)境是封閉的,硬件路由器提升可擴展性的難度較大。作為另一類策略,基于普通硬件（PC）的軟件路由器方案雖然易于擴展,但由于其性能受限,一般僅僅被應用于中低端路由器上。已有的提升軟件路由器性能的策略主要分為兩種,一種方案使用多臺服務器搭建集群,從擴展性上提升路由器的性能；另一方案則基于眾核處理器如GPU（Graphics Processing Unit,圖形處理器）來提升單臺機器的處理能力。本文主要研究方向為后一種策略,即使用GPU加速分組處理以提升軟件路由器的性能。本文的主要內容包括以下三個方面：（1）在GPU上進行分組查找的相關算法的研究（2）GPU計算在操作系統(tǒng)內核中的支持（3）GPU加速的軟件路由器的... 

【文章來源】：復旦大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
目錄
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 課題背景及意義
    1.2 論文主要內容
    1.3 論文組織結構
第二章 相關背景
    2.1 路由查找技術
    2.2 GPU計算平臺
    2.3 軟件路由器現(xiàn)狀
第三章 在GPU上進行路由查找的算法
    3.1 GPU的特性
    3.2 算法設計
        3.2.1 路由查找
        3.2.2 路由添加與更新
        3.2.3 路由表項的刪除
        3.2.4 小結
    3.3 算法實現(xiàn)與性能調優(yōu)
    3.4 實驗
        3.4.1 IPv4
        3.4.2 IPv6
        3.4.3 帶寬瓶頸分析
    3.5 本章小結
第四章 GPU計算在操作系統(tǒng)內核中的支持
    4.1 GPU計算平臺技術細節(jié)
        4.1.1 GPU體系結構
        4.1.2 操作系統(tǒng)接口與GPU運行時庫
    4.2 GREPLAY的設計
        4.2.1 設計思想
        4.2.2 架構
        4.2.3 GREPLAYAPI
        4.2.4 多平臺支持
        4.2.5 局限性
    4.3 實現(xiàn)細節(jié)與優(yōu)化
        4.3.1 裝載器與鏈接器
        4.3.2 尋址
    4.4 實驗
        4.4.1 額外開銷
        4.4.2 性能測試
        4.4.3 瓶頸分析
    4.5 GREPLAY的可移植性
    4.6 本章小結
第五章 設計、實現(xiàn)并測試GPU加速的軟件路由器
    5.1 系統(tǒng)軟件架構
        5.1.1 分組輸入輸出
        5.1.2 GPU加速模塊的設計與整合
    5.2 實驗
        5.2.1 收發(fā)性能測試
        5.2.2 最簡路由表測試
        5.2.3 實際路由環(huán)境下的測試
    5.3 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
附錄
    A 攻讀碩士期間發(fā)表的論文
    B 參與的科研項目
    C 參與的系統(tǒng)開發(fā)項目
致謝



本文編號：3032447