文档介绍：国防科学技术大学
硕士学位论文
可重构路由器流量控制构件的设计与实现
姓名:冯明智
申请学位级别:硕士
专业:计算机技术
指导教师:孙志刚
2011-04
国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文
摘要
随着互联网的飞速发展,IPTV 等新兴业务对网络带宽的需求和服务质量的要
求越来越高。传统路由器在面对不断增长的带宽需求和新业务的服务质量(QoS)
保证方面仍然显得乏力。国家 863 计划“开放式构件化通用路由器研制”课题提
出面向新一代网络的构件化可重构路由器研制任务,为面向“三网融合”网络和
国家级试验网构建提供强有力的网络节点设备。
流量控制构件是可重构路由器中的重要组成。本文对互联网 QoS 服务模型、
流量控制技术和可重构路由器硬件构件设计进行了深入研究,面向可重构路由器
的流量控制需求,设计实现了一种高速令牌桶流量控制构件。本文的主要工作和
创新包括:
(1)针对高速令牌桶设计,提出了理论限速速率的计算方法和配置参数的选
取规则。分析了高速令牌桶的两种实现模型,提出了高速令牌桶的轮循与触发更
新策略以及令牌桶配置表和状态表的设计方法。
(2)为解决流量控制构件的性能仿真问题,提出了一种基于真实测试源的
MSRT (ModelSim Based on Real Trace)功能仿真测试环境,该环境基于真实网
络中的 Trace 文件,直接对硬件构件的设计代码进行测试,可真实地对流量控制构
件的性能进行分析。
(3)根据可重构路由器中硬件构件的设计规范,提出了基于高速令牌桶的流
量控制构件的逻辑设计方案,并基于 Altera FPGA 实现了可重构路由器的流量控制
构件。
本文设计实现的高速令牌桶流量控制构件已在课题组研制的可重构路由器中
得到应用,并取得满意的效果。论文的工作对新一代网络的构件化可重构技术研
究和关键设备研制具有重要意义。

主题词:可重构路由器;硬件构件;流量控制;令牌桶
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国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文
ABSTRACT
With the rapid development of technologies, requirements posed by
emerging businesses, such as IPTV, need work bandwidth and better quality
of service. However, traditional router design can’t well satisfy these requirements.
National 863 Program(National High Technology Research and Development Program
of China)“Research on Open-Reconfigurable Router” sets up two main tasks. One is to
design the reconfigurable router to build the next work and the other is to
work devices, which highly support “triple play” network and national
work tested.
Traffic ponent plays an important role in the design of the
reconfigurable router. In this thesis, based on study of the QoS model,
techniques to control traffic and design of reconfigurable route, we present and
implement a new traffic ponent based on the high-speed token bucket.
Our main contributions are highlighted as follows:
(1) Aimed to design the high speed token bucket, we propose a way pute the
theoretical speed-limit rate and selecting rules for configuration parameters. Based on
the analys