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多网网关高速串行接口软件实现与队列管理研究

作　者: 王保勤
导　师: 徐展琦
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 高速串行接口拥塞控制多网网关 IXP2350网络处理器随机早期检测
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 13次
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内容摘要

网络业务持续增加对衔接各网系的网关设备提出了更高的要求,而网络处理器不仅具有ASIC的高性能,还具有可编程的灵活性,因此以网络处理器为硬件平台的网关设备可以很好的满足网系互连要求。另外,拥塞控制是当前的一个研究热点,在网关设备上研究拥塞控制技术,对防止网络拥塞具有非常重要的意义。本文以“多网网关关键技术及原型样机研究”项目的研究工作为基础,介绍了基于网络处理器的多网网关、IXP2350商用开发板和网关接口板;研究了IXP2350网络处理器中网络处理引擎NPE的硬软件结构、NPE与网络处理器其它模块的信息交互流程。在课题组研究的基础上,论文重点完成了网络处理引擎中高速串行接口(HSSI)的编程实现,并且通过调测试验证了该接口正常工作。另外,还完成了与高速串行接口相连的E1接口和V.35接口的调测试工作。最后,研究了拥塞控制技术中的队列管理与队列调度算法,对经典的队列管理算法随机早期检测算法(RED)提出了改进,并选择合适的队列调度算法与改进的RED算法搭配使用,以实现多网网关中的最佳拥塞控制。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 多网网关设备研究现状  7-8
  1.2 队列管理技术研究现状  8-9
  1.3 研究背景及意义  9-10
  1.4 主要研究内容及论文安排  10-11
第二章基于NP 的多网网关硬件组成  11-21
  2.1 多网网关功能  11-12
  2.2 IXP2350 商用开发板  12-15
    2.2.1 IXP2350 网络处理器硬件结构  12-14
    2.2.2 IXP2350 网络处理器软件架构  14-15
  2.3 网关接口板  15-21
    2.3.1 CPLD 控制模块  15-16
    2.3.2 SDH 接口模块  16-17
    2.3.3 E1 接口模块  17-18
    2.3.4 V.35 接口模块  18-19
    2.3.5 串口模块  19-21
第三章网络处理引擎NPE  21-39
  3.1 NPE 硬件结构  21-25
    3.1.1 NPE 核  22
    3.1.2 HDMA 协处理器  22-23
    3.1.3 HDLC 协处理器  23-24
    3.1.4 MSF 协处理器  24-25
    3.1.5 CPP 协处理器  25
  3.2 NPE API 软件架构  25-31
    3.2.1 NPE 管理器组件  26-27
    3.2.2 HSS 访问组件  27-30
    3.2.3 NPE Scratch Ring 管理组件  30
    3.2.4 NPE 下载器组件  30-31
    3.2.5 NPE 消息处理组件  31
  3.3 NPE 与微引擎数据交互  31-38
    3.3.1 通用准则  33-35
    3.3.2 基于信元的数据交互  35-36
    3.3.3 基于帧的数据交互  36-38
  3.4 NPE 与Xscale 核消息交互  38-39
第四章 HSS 接口软件实现与调试  39-61
  4.1 HSS 接口  39-42
    4.1.1 HSS 接口工作原理  39-41
    4.1.2 HSS 接口相关寄存器  41-42
    4.1.3 HSS 接口软件开发环境  42
  4.2 HSS 接口软件实现  42-51
    4.2.1 嵌入式Linux 设备驱动概述  42-43
    4.2.2 嵌入式Linux 设备驱动结构  43-44
    4.2.3 嵌入式系统交叉编译  44-46
    4.2.4 HSS 接口驱动程序实现  46-51
  4.3 HSS 接口调测试  51-61
    4.3.1 HDMA 环回测试  52-57
    4.3.2 E1 接口环回测试  57-58
    4.3.3 V.35 接口环回测试  58-61
第五章队列管理技术研究  61-75
  5.1 队列管理算法  61-66
    5.1.1 主动队列管理概述  62
    5.1.2 RED 及其变形算法  62-64
    5.1.3 立方函数RED  64-65
    5.1.4 非线性RED  65-66
  5.2 队列调度算法  66-70
    5.2.1 先到先服务  67
    5.2.2 优先级队列  67-68
    5.2.3 公平队列  68-69
    5.2.4 加权公平队列  69
    5.2.5 加权轮询队列  69-70
  5.3 改进RED 算法及其应用  70-75
    5.3.1 改进的RED 算法  70-72
    5.3.2 改进RED 算法在多网网关中的应用  72-75
结束语  75-77
致谢  77-79
参考文献  79-81
作者在读期间研究成果  81-82

多网网关高速串行接口软件实现与队列管理研究

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