【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡承載的流量和內(nèi)容也越來越龐大,由此造成的網(wǎng)絡擁塞和用戶體驗下降也越來越成為人們關(guān)注的焦點。由于如今網(wǎng)絡流量的使用量過大,以及各種P2P,VOIP等這類特征特殊且占據(jù)網(wǎng)絡大量帶寬流量的應用類型的產(chǎn)生,使得提高網(wǎng)絡流量傳輸質(zhì)量成為必然要解決的問題。傳統(tǒng)情況下,人們往往通過增加網(wǎng)絡處理器等來提高性能,然而硬件具有可編程性復雜與無法承擔復雜任務等缺點,無法適應日趨靈活的網(wǎng)絡流量需求。要提高網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量,一方面需要盡可能利用現(xiàn)有的硬件體系提高性能。在這點上,本文采取了一種多核并行式計算機結(jié)構(gòu)。自多核處理器被發(fā)明以來,其發(fā)展就廣受矚目,隨著一個個難點被解決,其體現(xiàn)出來的性能是傳統(tǒng)網(wǎng)絡處理器專用硬件不能比擬的。另一方面,對流量進行一定的管理也能提高網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量,本文所采用的方案是使一些無彈性與時延要求較高的流量不會被另一些彈性強與重要性較低的流量所沖突,這個方法需要建立一個良好的QoS框架。本文著重討論了如何在滿足大流量帶寬控制需求的高性能的多路/核的CPU硬件體系上實現(xiàn)并行、無鎖的QoS程序設計和算法實現(xiàn)。本文首先介紹了QoS的概念與技術(shù)要點,然后對QoS的框架作了一定的說明,并介紹了用到的識別與流量整形的算法,流量識別分類的嵌套結(jié)構(gòu)。接著對于如今的多核并行式系統(tǒng)進行了說明。由于并行式系統(tǒng)的一大難點就是解決線程與線程之間的沖突問題,本文針對程序設計中的難點提出了解決方案,利用無鎖編程以及用原子操作替代鎖操作的方式來解決串行式問題。最后重點針對如何將解決方案實際應用到流控框架中并實際對流量進行監(jiān)管的整個數(shù)據(jù)流處理過程進行了詳細的解說,該控制算法最后被證明在真實環(huán)境中是穩(wěn)定有效的。
[Abstract]:With the rapid development of the Internet, the traffic and content of the network is becoming more and more huge. The network congestion and the decline of the user experience have become the focus of attention. Due to the excessive usage of network traffic and the emergence of various applications with special characteristics such as P2P / VOIP, which occupy a large amount of network bandwidth traffic, improving the quality of network traffic transmission has become an inevitable problem to be solved. In the traditional situation, people often increase the performance by adding network processors. However, the hardware has the shortcomings of programmability, complexity and inability to undertake complex tasks, so it can not adapt to the increasingly flexible network traffic requirements. In order to improve the network transmission quality, on the one hand, we need to use the existing hardware system to improve the performance. At this point, this paper adopts a multi-core parallel computer structure. Since the invention of multi-core processor, its development has attracted much attention. As the difficulties are solved, the performance of multi-core processor can not be compared with the traditional network processor dedicated hardware. On the other hand, a certain amount of traffic management can also improve the quality of network transmission. The scheme adopted in this paper is to ensure that some inelastic and time-delay traffic will not be conflicted by other traffic which is more flexible and less important. This approach requires a good QoS framework. This paper focuses on the implementation of parallel, lock-free QoS programming and algorithm implementation on the high performance multichannel / core CPU hardware architecture that meets the requirements of large traffic bandwidth control. This paper first introduces the concept and technical essentials of QoS, then explains the framework of QoS, and introduces the algorithms of identification and traffic shaping, and the nested structure of traffic recognition classification. Then the multi-core parallel system is explained. As one of the most difficult problems in parallel systems is to solve the conflict between threads, this paper proposes a solution to the difficulties in programming. Lock-free programming and atomic operation instead of lock operation are used to solve the serial problem. Finally, the detailed explanation of the whole data flow processing process, which is how to apply the solution to the flow control framework and monitor the flow in practice, is given. The control algorithm is proved to be stable and effective in the real environment.
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.06

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本文編號：2390741