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沈潼预答辩公告
浏览次数:日期:2019-01-07编辑:研究生教务办1

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论文题目

面向未来网络的高性能数据包查找与分类技术研究

答辩人

沈潼

指导教师

张大方

答辩委员会

主席

秦拯

学科专业

软件工程

学院

信息科学与工程学院

答辩地点

信科院540

答辩时间

2019年1月7日

下午8:00

学位论文简介

计算机网络的诞生,使独立的计算资源得以共享互通。随着网络技术的发展,信息互联已成为现代科技文化发展的基本要求。面向未来网络的发展趋势,网络节点的瓶颈主要体现在三个方面:第一、作为数据包转发和网络功能的基础技术,现有的数据包查找与分类算法难以支持网络流量以及路由表和流表规模的持续扩大;第二、随着网络功能虚拟化、云计算及多路传输等技术出现,现有的数据包查找与分类算法难以支持路由表和流表的高频率更新;第三、现有的数据包查找与分类算法不兼容未来网络架构(如:命名数据网络)和数据包格式(如:IPv6数据包)的变化。本文针对上述问题对高性能数据包查找和分类技术展开研究,下主要创新性研究成果:

(1)论文提出了一种全新的数据结构分层二叉搜索树,并基于散列表和分层二叉搜索树提出了一种支持快速更新的高效IPv6查找算法。实验结果表明该算法与其他算法相比平均节约了50%的内存占用,其查找速度平均是其他算法的4倍,且更新速度平均是其他算法的19倍。

(2)论文提出了一种范围向量的概念,并依据这个概念提出了一种基于散列函数的支持规则快速更新的高性能包分类算法。实验结果表明,该算法的分类性能是同类算法的15.7倍,更新速度是同类算法的3.9倍。

(3)论文提出了一种高效的冲突驱动的散列编码,并结合了散列表及扩展二叉搜索树提出了一种高效的名称查找算法。该算法实现了快速名称查找和前缀更新,它们的速度分别平均是其它算法的7.77倍和20.82倍。

(4)针对不同的算法逻辑和数据结构,论文结合各类并行模式提出了优化的多线程包分类算法框架。该算法框架可以套用于所有已有的经典包分类算法,并使其多线程每核效率平均达到90%以上。

主要学术成果

[1]Tong Shen, Dafang Zhang, Gaogang Xie, Xinyi Zhang. Optimizing Multi-Dimensional Packet Classification for Multi-Core System[J]. Journal of Computer Science and Technology (JCST). Science Press/Springer, 2018, 33(5):1056-1071. (SCI, CCF推荐B类)

[2]Tong Shen, Dafang Zhang. Rule Selector: A Novel Scalable Model for High-Performance Flow Recognition[C]. IEEE 14th International Symposium on Parallel and Distributed Processing with Applications (ISPA). IEEE, 2016. (CCF推荐C类)

[3]Tong Shen, Xian Yu, Gaogang Xie, Dafang Zhang. High-Performance IPv6 Lookup with Real-Time Updates using Hierarchical-Balanced Search Tree[C]. IEEE Global Communications Conference (Globecom). IEEE, 2018. (CCF推荐C类)

[4]Tong Shen, Xinyi Zhang, Gaogang Xie, Yuanmei Meng, Dafang Zhang. CoDE: Fast Name Lookup and Update using Conflict-Driven Encoding[C]. IEEE 37th International Performance Computing and Communications Conference (IPCCC). IEEE, 2018. (CCF推荐C类)

[5]Tong Shen, Dafang Zhang, Yanbiao Li, Guo Li. A Trie-Based Approach to Fast and Scalable Flow Recognition for OpenFlow[C]. Computer Science and its Applications. Springer, 2015. (EI)

[6]DafangZhang, DanChen, YanbiaoLi, KunXie,TongShen. ASplitting-after-Merging Approach to Multi-FIB Compression and Fast Refactoring in Virtual Routers[J]. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. Springer, 2016, 17(12):1266-1274. (SCI,导师一作)

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