下一代网络处理器架构设计与应用
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天津西青
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作者程光 等 著
出版社清华大学出版社
ISBN9787302667506
出版时间2024-08
装帧平装
开本16开
定价59元
货号1203389917
上书时间2024-10-23
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目录
第1章 网络处理器演进背景
1.1 研究背景
1.2 研究意义
1.3 研究目的与研究内容
1.4 未来方向
参考文献
第2章 下一代网络处理器研究进展
2.1 基于Chiplets思想构造的NGNP
2.1.1 基于ASIC芯片的NGNP设计
2.1.2 GPU辅助加速的NGNP设计
2.1.3 FPGA辅助加速的NGNP设计
2.2 利用新型可编程技术的NGNP
2.2.1 基于通用CPU核的NGNP
2.2.2 基于RMT编程模型的NGNP
2.3 面向新型网络体系结构的NGNP
2.3.1 服务SDN的NGNP
2.3.2 边缘计算与云计算中的NGNP
2.3.3 NGNP与SmartNIC的功能推拉
2.4 针对新型高性能业务的NGNP
2.4.1 精确网络测量
2.4.2 基于元数据的QoS保障
2.4.3 NP的处理优化和应用加速
2.5 下一代网络处理器的工业化及评测
2.5.1 网络处理器的工业化
2.5.2 部分主流网络处理器的性能评测
2.6 本章小结
参考文献
第3章 下一代网络处理器梨构设计
3.1 下一代网络处理器体系架构
3.1.1 NGNP架构设计考量
3.1.2 NGNP的组成架构
3.1.3 NGNP组成架构的优势特点
3.2 协议无关流水线ASIC-Pipe设计
3.2.1 整体设计
3.2.2 协议无关匹配部件设计
3.3 基于CPU+FPGA的软硬件协同可重构分组处理流水线
3.3.1 软硬件协同处理基础框架
3.3.2 基于模块索引的可重构分组处理框架
3.3.3 基于模块索引的可重构分组处理框架优化机制
3.4 NGNP的优化设计
3.4.1 多级缓存与分组调度
3.4.2 编程接口及进程实现
3.5 NGNP原型系统实现
3.5.1 NGNP原型系统组成
3.5.2 NGNP原型系统实现与验证
参考文献
第4章 基于NGNP的网络测量
4.1 网络测量技术
4.1.1 背景及意义
4.1.2 相关工作
4.2 基于NGNP的网络测量系统
4.2.1 系统框架
4.2.2 分布式NTM循环存储策略
4.2.3 遥测功能融合机制
4.2.4 基于NGNP的网络测量方法
4.2.5 实验设计与结果分析
4.3 本章小结
参考文献
第5章 融合段路由的NGNP带内遛测
5.1 段路由与带内遥测
5.1.1 带内遥测技术简介
5.1.2 SRv6介绍
5.1.3 SRv6+INT研究
5.2 基于段路由的遥测方案
5.2.1 基于SRv6的遥测数据包及遥洲原语设计
5.2.2 SRv6-Based INT复杂测量案例
5.2.3 实验设计与结果分析
5.3 面向NGNP的轻量化自适应段路由遥测方案
5.3.1 采样率调节方法
5.3.2 路径规划算法
5.3.3 实验设计与结果分析
5.4 本章小结
参考文献
第6章 利用NGNP的多维资源视图聚合和处理
6.1 弹性智能物联网
6.1.1 背景及意义
6.1.2 相关工作
6.2 面向弹性智能物联网的自适应测量
6.2.1 系统架构
6.2.2 多维资源视图聚合
6.2.3 基于多维资源视图的突变检测
6.2.4 自适应测量粒度修正
6.2.5 实验设计与结果分析
6.3 本章小结
参考文献
第7章 面向NGNP的公平拥塞控制
7.1 网络拥塞控制
7.1.1 背景及意义
7.1.2 相关工作
7.2 面向NGNP的拥塞控制
7.2.1 协议设计
7.2.2 实验设计与结果分析
7.3 本章小结
参考文献
第8章 基于NGNP的DDoS防御
8.1 DDoS攻击检测与防御
8,1.1 背景及意义
8.1.2 相关工作
8.2 基于FPGA加速和CNN量化的DDoS检测方法
8.2.1 基于CNN的DDoS攻击检测方法
8.2.2 FPGA实现
8.2.3 实验设计与结果分析
8.3 适用于NGNP的DDoS检测与动态防御
8.3.1 轻量化DDoS攻击检测模型
8.3.2 动态防御链
8.3.3 实验设计与结果分析
8.4 本章小结
参考文献
第9章 基于NGNP的态势感知
9.1 网络威胁态势感知
9.1.1 背景及意义
9.1.2 相关工作
9.2 基于NGNP的网络流特征提取和熵值计算
9.2.1 硬件流水线重构
9.2.2 软硬件协同的网络流特征提取方法
9.2.3 基于多核交替的熵值计算方法
9.2.4 实验设计与结果分析
9.3 基于集成学习的威胁感知方法
9.3.1 威胁感知方法的特征选择
9.3.2 基于集成学习的多分类器威胁感知方法
9.3.3 实验设计与结果分析
9.4 本章小结
参考文献
第10章 NGNP与内生安全
10.1 SDN安全问题及防御方式
10.1.1 背景及意义
10.1.2 相关工作
10.2 冗余异构防御执行体设计
10.2.1 问题描述
10.2.2 冗余异构防御执行体构建
10.2.3 冗余异构防御执行体池评估
10.2.4 实验设计与结果分析
10.3 冗余异构防御链调度方法
10.3.1 问题描述
10.3.2 SDN动态调度架构设计
10.3.3 基于优先经验回放DQN的调度方法
10.3.4 实验设计与结果分析
10.4 本章小结
参考文献
内容摘要
近年来，随着业务应用的推陈出新和互联网用户规模的不断增长，网络“高速率、大规模、多接入、不可预期、精细管理”的新特性亟待数据平面的革新与发展。然而，传统以“尽力而为转发”为目标的数据平面网络处理器架构已无法满足新型互联网的需求。本书面向现代互联网测量、感知、安全等高级业务与网络处理器新架构协同发展的核心诉求，系统描述了作者在网络处理器方面软硬件融合的理论与实践成果。本书主要介绍了一款平衡业务性能与具备演进能力的数据平面转发平台：下一代网络处理器（Next Generation Network Processor，NGNP）。同时，本书分别探讨了利用NGNP的网络测量、段路由驱动的带内遥测、多维资源视图聚合和处理、公平拥塞控制、恶意流量清洗、威胁态势感知、内生安全7方面的互联网测量与分析问题。本书可供网络空间安全、计算机科学与技术、信息科学与工程等学科的科研人员、大学教师和相关专业的研究生、本科生使用，也可为从事网络安全、流量工程及网络测量的技术人员提供参考。
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