高性能路由器微体系结构设计

李存禄，2012年在清华大学计算机科学与技术系获工学学士学位，2014年、2019年在国防科技大学计算机学院分别获得工学硕士和工学博士学位，曾赴韩国科学技术院和西班牙瓦伦西亚理工交流学习。长期从事高性能计算特别是片上网络相关研究，相关技术成果多次发表在本领域顶级期刊和会议，包括:TC、TPDS、TACO、ICS.ICCD、HOTI等20余篇论文。获评ACM 中国SIGHPC优秀博士论文奖、湖南省优秀博士论文奖、国防科大青年创新奖等奖励。主持国家自然科学基金、国防科大校科研计划、国防科大高层次人才项目以及多个横向研究课题。现为国防科技大学计算机学院副研究员，参与并完成多个路由芯片研制项目。

董德尊，国防科技大学计算机学院研究员，博导，教育部长江学者、全国百篇优博、国防科技卓青，天河互连副主任设计师，长期参与银河/天河系列高性能计算机系统研制工作，获军队科技进步一等奖、湖南省自然科学一等奖、湖南省教学成果特等奖。主持10余项国家和军队科研项目。在CCF 推荐的国际刊物发表论文100余篇。在国内外会议/论坛担任程序/组织/宣传委员会主席/委员等50余次。

第1章绪论

1.1高性能计算的发展

1.1.1国内高性能计算的发展1.1.2国际高性能计算的发展1.2互连网络的重要性

1.3路由器微体系结构设计的重要性1.4路由器微体系结构研究现状

1.5本书组织结构

第2章路由器微体系结构

2.1互连网络背景知识

2.1.1拓扑结构

2.1.2片上互连网络

2.1.3片间互连网络

2.2路由器微体系结构

2.2.1路由策略

2.2.2开关分配

2.2.3流控机制

2.3高性能路由器分类

2.3.1低阶路由器微体系结构2.3.2高阶路由器微体系结构

第3章路由策略

3.1拥塞的形成

3.2面向负载均衡的路由技术

3.2.1基于网络状态的路由算法

3.2.2基于网络信息的路由算法

3.3面向端点拥塞避免的路由技术

3.4面向乱序报文的路由优化技术

3.4.1消息乱序

3.4.2面向消息乱序的路由算法

第4章开关分配

4.1传统开关分配方法

4.1.1开关分配过程

4.1.2基于时间序列的开关分配方法

4.2基于网络拥塞信息的开关分配方法

4.2.1引言

4.2.2研究背景

4.2.3性能优势

4.2.4实现方案

4.2.5性能评测

4.2.6小结

4.3基于端点拥塞信息的开关分配方法

4.3.1引言

4.3.2研究背景

4.3.3性能优势

4.3.4实现方案

4.3.5性能评测

4.3.6小结

4.4路由器开关分配与缓存优化协同设计

……

6.3.1Buffer

6.3.2Allocator ......

6.3.3Router

6.4Gem5 模拟器...

6.4.1模拟器简介....................6.4.2

模拟器安装........................

6.4.3模拟仿真...........

6.5小结..

参考文献

本书围绕高性能路由器设计的迫切需求, 针对路由器微体系结构中重要组成部件进行分析研究, 论述了传统路由器架构的实现细节以及最新提出的优化设计方法并对其性能进行了对比分析。同时, 该书也介绍了当前主流的路由器性能模拟软件, 并详细介绍了不同软件的使用与优化方法。全文共分为六章, 首先介绍了高性能计算、互连网络和路由器的基本知识, 然后对路由器概念及其微体系结构设计的关键部件进行了详细介绍, 并对相关部件的优化设计方法进行了叙述, 最后介绍了主流路由器性能模拟软件的相关知识和使用方法。