题目：基于多核网络处理器负载均衡系统的研究与实现

随着网络技术的发展，对网络设备的处理速度和编程灵活性的要求不断提高，为快速开发智能网络设备，多核网络网络处理器在网络设备中广泛使用，基于多核网络处理器进行报文分组的并行处理方法成为研究热点。本文重点研究基于多核网络处理器的动态负载均衡技术，以提高基于多核网络处理器的网络设备的性能，主要通过感知报文分组处理的实时负载，在保证流处理一致性的前提下，进行系统负载的均衡调度。本文首先分析了基于多核网络处理器的多核网络设备体系结构的发展与主要类型，研究了网络处理器的相关技术特点。分析并总结了多核平台现有的并行编程模型及相关特点，总结了多核环境下数据流调度的相关问题，如共享资源访问瓶颈、相关性，乱序等问题。其次，针对多核网络处理器的硬件特性，设计了网络报文处理的分层负载均衡系统结构，数据层利用硬件特性进行负载均衡基本处理，在控制层通过调度引擎进行负载均衡处理。系统结构中设计了数据模型、功能模型、数据层与控制层通信结构、数据处理的机制、报文处理流程等方面。然后，分析了时间特性对于负载均衡调度策略的影响，提出了一种基于剩余任务处理时间补偿的负载均衡调度方法，以剩余任务处理时间作为主要负载的度量，任务队列长度作为负载补偿，进行动态负载均衡。并设计实现了负载均衡调度引擎，基于此引擎实现了网络深度包检测应用。最后，进行了实验验证，通过原型系统对系统的功能和性能进行了验证与分析。主要进行了分层模式下数据通道与Linux模式的吞吐量测试，负载均衡调度方法比较，以及性能优化的测试等实验。