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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Corssbar 163

3.3.2 交换定长信元的带缓冲的Corssbar 171

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——MPFS 215

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-1 443

7.1.2 Juniper T640 446

7.1.3 银河风云GF8516 451

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

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