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路由器是现代电信系统与计算机网络的核心设备，本论文针对高速IP路由器设计的关键技术进行系统而深入的研究，分别探讨和研究路由器体系结构、路由算法与协议、路由查表与分组分类、交换结构的排队策略与调度算法、服务质量控制、拥塞控制、基于网络处理器的路由器设计。归纳起来，本文主要做了以下几个方面的工作：
1.深入剖析高速IP路由器的硬件与软件系统组成，并对交换结构及其接口选择、输入与输出分组处理流程、快速通道与慢速通道功能划分进行详细研究。
2.详细介绍各种单播与组播路由算法与协议，并探讨单播与组播QoS路由算法与协议之后，给出以OSPF协议为例的传统的基于事件驱动机制的路由软件设计及基于绑定模型的路由软件设计。
3.从时间复杂度、空间复杂度和更新复杂度等方面分析和比较各种路由查表和分组分类算法及其软硬件实现。
4.详细分析输出排队、输入排队和组合输入输出排队三种排队策略及相应的调度算法。重点研究Crossbar交换结构的输入调度算法。提出提供QoS保证和公平带宽分配的公平调度算法、缓存Crossbar交换结构调度算法及单播与组播集成调度方案。
5.讨论4种QoS控制模型：集成服务、区分服务、MPLS、策略服务及相应的4种QoS控制机制：接纳控制、流量整形、流量工程、策略路由。
6.探讨端到端的与逐跳的拥塞控制策略，前者包括TCP拥塞控制、TCP-Friendly拥塞控制及组播拥塞控制，后者包括分组调度、存储器分配和丢弃控制。重点研究主动队列管理策略，包括基本RED算法的原理、参数设置及它的各种变种算法和各种AQM新策略，并给出TCP/AQM反馈控制模型。
7.提出基于IXP1200的路由器硬件结构、分组接收与发送处理软件流程、多维分类器设计、分组调度处理设计和区分服务边界路由器设计。