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第一章 新一代互联网体系结构研究1

1.1 概述1

1.1.1 新一代互联网（NGI）的含义1

1.1.2 互联网体系结构的含义3

1.1.3 研究体系结构的意义4

1.2 现行互联网回顾与评说5

1.2.1 互联网的发展史5

1.2.2 互联网的成功经验7

1.2.3 互联网存在的问题12

1.3 NGI及其体系结构初探13

1.3.1 NGI体系结构问题领域13

1.3.2 NGI体系结构关联领域14

1.3.3 NGI体系结构研究思路20

1.4 GENI/FIND计划24

1.4.1 GENI研究议题25

1.4.2 FIND研究内容33

1.5 NGI体系结构典型方案34

1.5.1 基于端到端路经的体系结构34

1.5.2 基于会聚点的体系结构48

1.5.3 其他思想的体系结构50

1.6 小结53

参考文献54

第二章 新一代可扩展路由器体系结构56

2.1 概述56

2.1.1 路由器可扩展56

2.1.2 扩展方法58

2.1.3 研究进展60

2.2 可扩展路由器61

2.2.1 面向控制的扩展61

2.2.2 面向应用的扩展80

2.3 可扩展集群路由器86

2.3.1 面向控制的扩展86

2.3.2 面向应用的扩展103

2.4 可扩展网络107

2.4.1 面向控制的扩展107

2.4.2 面向应用的扩展124

2.5 小结132

参考文献133

第三章 高性能交换理论与技术141

3.1 概述141

3.2 单级交换结构及其调度算法143

3.2.1 Corssbar体系结构146

3.2.2 输出排队与输入排队146

3.2.3 输入排队调度算法148

3.3 带缓冲的Crossbar交换161

3.3.1 交换变长报文的带缓冲的Corssbar163

3.3.2 交换定长信元的带缓冲的Corssbar171

3.3.3 带缓冲的Crossbar的QoS特性173

3.4 负载均衡交换结构174

3.4.1 基于两级Crossbar的负载均衡交换结构174

3.4.2 基于两级Mesh网络的负载均衡交换结构176

3.5 并行报文交换结构180

3.5.1 定义182

3.5.2 PPS体系结构184

3.5.3 PPS的QoS特性189

3.5.4 分布式信元分派算法193

3.5.5 PPS的维序调度算法197

3.6 多级交换结构198

3.6.1 多级交换网络拥塞控制机制200

3.6.2 3D Torus交换网络中的报文路由算法202

3.7 可扩展路由器体系结构——MPFS215

3.7.1 MPFS体系结构216

3.7.2 MPFS中FIB查找的实现218

3.8 小结222

参考文献224

第四章 BGP协议稳定性问题233

4.1 BGP协议稳定性问题概况233

4.1.1 BGP协议基本概念233

4.1.2 BGP协议稳定性问题概况235

4.2 BGP路由振荡问题238

4.2.1 路由振荡问题描述238

4.2.2 路由振荡问题的解决方案239

4.2.3 路由振荡抑制（Route Flap Damping）245

4.2.4 关于路由振荡问题的建议解决方案250

4.3 BGP收敛延迟问题255

4.3.1 BGP路由收敛问题255

4.3.2 BGP路由收敛延迟问题260

4.4 BGP路径增长问题266

4.4.1 BGP路径增长问题描述268

4.4.2 一种简单的价格机制269

4.4.3 离散型门限价格机制274

4.5 BGP域内路由稳定性研究277

4.5.1 路由振荡278

4.5.2 动态稳定路径问题（Dynamic Stable Path Problem,D-SPP）284

4.5.3 消除秩函数时变性算法291

4.6 结束语292

4.6.1 本章小结292

4.6.2 下一步的工作293

参考文献295

第五章 域间路由优化理论与技术302

5.1 路由的发布与选择302

5.1.1 域间路由信息的发布303

5.1.2 路由决策304

5.2 典型问题306

5.2.1 IBGP拓扑的可视性问题306

5.2.2 IBGP拓扑的健壮性问题307

5.2.3 热土豆算法的缺陷308

5.3 IBGP拓扑优化310

5.3.1 构建完全可视的IBGP拓扑310

5.3.2 构建健壮的IBGP拓扑319

5.4 BGP出口选择优化337

5.4.1 域间流量工程简介337

5.4.2 域间路由优化结构343

5.4.3 BGP出口选择优化算法与机制356

5.5 路由优化辅助工具365

参考文献367

第六章 BGP协议并行化理论与技术373

6.1 概述373

6.2 网络协议并行研究方法377

6.2.1 功能并行378

6.2.2 数据并行382

6.3 分布式BGP协议软件体系结构385

6.3.1 问题描述385

6.3.2 分布式BGP体系结构385

6.3.3 分布式BGP实现流程387

6.3.4 优势与不足387

6.4 面向集群路由器的BGP协议并行处理技术研究389

6.4.1 集群路由器控制平面软件系统389

6.4.2 BGP协议功能卸载技术393

6.4.3 BGP协议的并行路由计算技术395

6.5 基于邻居会话划分的BGP协议并行处理技术398

6.5.1 基于随机回报Petri网的BGP协议性能模型与评价398

6.5.2 BGP协议并行处理模型及关键算法403

6.5.3 多路由协议并行中的转发表同步机制409

6.5.4 基于抖动优化的转发表同步算法411

6.6 面向多核结构的BGP协议并行处理技术414

6.6.1 多核处理器研究概述415

6.6.2 面向多核处理器的BGP协议处理技术422

6.6.3 并行编程模型与并行编译技术429

6.7 XORP中BGP协议实现研究432

6.7.1 XORP概述432

6.7.2 XORP中的BGP协议实现434

6.8 小结434

参考文献437

第七章 路由器实现新方法和技术443

7.1 商用高性能路由器体系结构443

7.1.1 Cisco CRS-1443

7.1.2 Juniper T640446

7.1.3 银河风云GF8516451

7.1.4 面临的挑战456

7.2 网络处理器设计中的存储问题458

7.2.1 网络处理器模型458

7.2.2 存储器技术现状461

7.2.3 分组转发对存储器的要求461

7.2.4 现有解决思路465

7.3 路由器节能468

7.3.1 互联网的节能468

7.3.2 核心路由器的能量消耗474

7.3.3 路由器节能的思路474

7.4 虚拟化网络中的路由器478

7.4.1 虚拟化互联网体系结构478

7.4.2 虚拟化技术在路由器中的应用480

7.4.3 虚拟化的路由交换平台483

7.5 一种新型的路由器体系结构485

7.5.1 FIS处理机制485

7.5.2 FIB查找的实现489

7.5.3 性能评测493

7.5.4 160T路由器的实现方案495

7.6 小结498

参考文献498