中国移动发布全球首台算力路由器CATS Router ,用于边缘计算等场景

2024年2月26日,中国移动发布全球首台算力路由器(CATS Router)。本次发布的设备历时两年研制成功,是我国在算力网络领域取得重大原创性突破。中国移动研制推出的算力路由号称解决了边缘计算场景中的“性能反转”问题,为用户提供了灵活的“入算”服务,将应用请求调度至最优的网络路径及计算节点,通过网络的接入即可获取优质的算网一体化服务。

Tenda AX12路由器0-Day栈溢出漏洞挖掘方法

随着5G技术对物联网发展的加速,预计到2025年将会有约250亿台物联网设备连接到人们的生活。其中承担物联网设备网络管理角色的路由器使用量非常大,但是路由器存在众多安全问题,通过路由器设备进行攻击,可以非法获取用户信息。为了维护网络安全,提前发现路由器的漏洞具有重要的研究意义。本文以Tenda AX12路由器为研究对象,从固件入手对其进行0-Day栈溢出漏洞挖掘研究,并提出了基于危险函数追踪的逆向分析漏洞挖掘方法。首先从危险函数中分析函数所在前端的对应位置,将前后端对应;然后对固件中的Web服务进行分析,对其中可能发生栈溢出的httpd二进制代码进行危险函数分析,该方法使用反汇编代码对危险函数的普通形式和展开形式进行定位,并对危险函数进行参数分析和动态检测;接着通过搭建仿真模拟机在模拟机上运行该服务的二进制文件,并在Web前端页面对潜在漏洞位置进行数据包捕捉;最后根据前期分析的危险函数参数情况对包进行改写并发送,以此来触发漏洞,验证漏洞的存在性,同时验证该危险函数是否发生栈溢出。为了更真实地确定漏洞存在,我们又在真实设备上验证漏洞的真实存在性和可利用性。实验结果表明了该漏洞的挖掘检测方法的有效性,我们分别在不同型号的路由器上挖掘到4个0-Day漏洞,并且经过与SaTC工具进行对比实验结果表明该检测方法能够更准确的定位到出现漏洞的函数位置。

电能路由器电气安全风险解析与关键试验研究

电能路由器是未来能源互联网的核心装备,但尚无对于其电气安全方面的测试标准。本文对于电能路由器风险源可能存在的情况进行了详尽的分类解析;重点针对电气安全列出了安全检测项目和指标,给出了电能路由器的测试系统,并根据应用场景制订了测试工况。

基于输入均压与虚拟直流电机相结合的直流电能路由器控制策略

针对中压直流配电网接入下的直流电能路由器在新能源出力等工况下,使用传统控制策略对直流母线的控制效果一般、电压易越限等问题,基于模块化的输入串联输出并联(input-series output-parallel,ISOP)型拓扑结构,提出一种基于输入均压与虚拟直流电机相结合的直流电能路由器控制策略。首先,研究输入均压控制过程中模块间的功率均衡控制特性并与输出均流控制进行比较;接着,将虚拟直流电机控制应用到控制算法中,使变流器模拟出直流电机的惯性特性;然后,对虚拟直流电机建立小信号数学模型,分析其工作机理以及参数对系统的影响;最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型进行验证。结果表明:所提控制策略能够在实现直流电能路由器各模块间功率均衡的同时,具有类似直流电机的惯量特性与阻尼特性,可显著提高直流配电网直流母线电压稳定性。

基于UVM的片上网络路由器验证平台

路由器是片上网络的关键组件,其性能对于整个网络的性能具有重要影响;针对片上网络路由器进行功能验证,采用SystemVerilog和自动化脚本搭建了基于通用验证方法学(UVM)的验证平台,简化了验证流程;在验证平台中,通过划分多个agent向路由器的每个端口发送受约束的随机激励和定向测试序列,并创建了多个独立的测试用例,对路由器的功能进行充分的验证;通过运用覆盖率驱动策略,对验证进程进行了量化;根据路由器的设计要求,编写了覆盖组和交叉覆盖组以收集覆盖率数据;此验证平台已应用于人工智能芯片的验证工作,平台中的组件和测试用例均可实现更高层次的复用;此外,通过VCS和Verdi的联合仿真,实现了100%的功能覆盖率和95.6%的代码覆盖率的目标。

路由器端口测试自动化连接装置总体方案研究与设计

本文针对路由器产品在测试过程中耗时长,易插伤产品,无法适应自动化需求的现状,设计路由器端口测试自动化连接装置的总体方案。总体方案主要包括机座的设计方案、定位夹紧装置的设计方案、测试转接头的设计方案。在设计的过程中主要根据企业现有的技术条件和以往同类产品生产所积累的经验,大部分机构部件采取在现有设备基础条件上进行改造优化,小部分机构部件采取创新设计。整个设计过程先采用三维设计软件把设计思路转化成三维模型,然后再制作样板进行测试实验,不断优化设计方案,最终实现路由器自动夹紧、测试转接头自动插拔等设计要求。本文也是基于以上的设计思路,采取理论与实践相结合的方式进行方案论证,阐述路由器端口测试自动化连接装置的设计过程,为类似结构的方案设计提供设计参考。

一种兼具配电网单相接地故障调控的多端口能量路由器

能量路由器是能源互联网领域的核心设备,其电路拓扑能够实现新能源、储能、各类负荷的统一分配。目前,能量路由器缺乏配电网故障恢复能力。该文提出一种实现故障调控与新能源消纳的多端口能量路由器(multi‐port energy router,MP‐ER)。首先,介绍MP‐ER拓扑及原理,根据MP‐ER整体结构,提出以直流母线电压为主信号,各个端口分散控制的控制策略;其次,通过直流母线电压及配电网零序电压情况,将MP‐ER工作模式分为正常模式和故障柔性消弧两种模式,在所提的控制策略下,实现各模态内的稳定、高效运行;最后,针对连接的微网、配电网系统,利用MATLAB数值软件,对该模型进行仿真并验证该文提出的拓扑结构功能的合理性。该研究为能量路由器的研究提出一种新的拓扑结构和模型。

多端口能源路由器“源网荷储”能量调度粒子群优化算法

能源路由器既可实现能量流和信息流的高度融合,又有利于电能传输、辐射和综合利用,研究与运行时间表明这是建立在能源路由器经济、安全和可靠运行基础上。为此,在综合考虑光伏发电成本、市电购电成本、储能成本等各项经济因素的基础上,建立了“源网荷储”多能互补系统的经济运行模型,提出了基于粒子群优化算法的多能互补系统能量调度优化方案。结合所研制的应用于某园区的七端口能源路由器,进行了仿真分析与装置试验,结果表明:所提粒子群优化算法的调度方案可行有效,不仅可以降低系统研制和运行成本,还可以推广应用到军事岛礁多能源互补微电网系统,充分发挥分布式电源灵活与高效的应用特性。

集群式岸电能量路由器供能精细化就地管控策略

传统的能量路由器能量管理策略未考虑多台设备之间的柔性互联关系,且在港口应用中港机负荷的冲击性和新能源发电的波动性,使区域电网的可靠供电和经济运行面临挑战。为此,基于模糊逻辑控制提出了一种适用于集群式岸电能量路由器的供能精细化就地管控策略。该方法考虑了互联岸电能量路由器之间输出功率的耦合影响,并依据并网模式下可能的功率流向制定了保证电力用户经济效益的模糊控制规则,使储能输出电流根据电池荷电状态(state of charge, SOC)、电网电价以及各台岸电能量路由器净输出功率的变化进行动态调整。该方法计及了互联系统间的协同作用,构建了互联系统间各端口传输功率关系,有利于分布式能源跨台区协同消纳,且不需要上层调度控制,减少了对通信的依赖。仿真结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。

考虑储能和新能源的城市轨道交通能源路由器拓扑设计与控制策略研究

为了解决城市轨道交通列车的启停过程和分布式能源进入轨道交通能源路由器导致直流母线功率波动严重的问题,需要在不同端口之间进行能量路由,涉及多种运行模式,而无缝切换是一个重大挑战。该文基于分层控制策略提出一种适用于城市轨道交通的六端口能源路由器拓扑结构以及分层协调控制策略,使多端口能源路由器能够在列车停车、加速、恒功率驱动和减速等工况下协调运行,并在各种工况下无缝切换。能源中央调度层通过采样各端口的状态信息发送工况指令,微电网控制层采用集中控制,接收上层工况指令,向各局部控制层发送驱动信号,接收微电网控制层的驱动信号。局部各端口控制器控制各变流器电路的开关动作,并将变流器的工作状态上传至微电网控制层,以准确传输所需的列车负载功率,保持直流母线电压的稳定。最后,采用Matlab/Simulink仿真和实验验证了适用于轨道交通的六端口能源路由器拓扑设计及分层协调控制策略的可行性。

含能量路由器的交直流混合配电网潮流计算

能量路由器(energy router,ER)作为新兴电力电子设备,可以实现电能在电力系统中的灵活分配。分析ER对系统的影响,研究以ER为配电枢纽的交直流混合配电网潮流计算方法,对实现配电网的优化运行具有重要意义。文中首先基于改进交替迭代法建立ER的稳态潮流模型,并对ER直流端口采用下垂控制策略,结合传统解耦法,提出一种适用于含ER的配电网交直流解耦迭代潮流计算方法。以含有多个ER的IEEE 14节点和IEEE 69节点配电系统为算例进行仿真计算,验证所提方法的正确性与收敛性。为分析ER对系统运行的影响,对不同场景下IEEE 69节点测试系统进行仿真计算,证明ER在系统中可以支撑节点电压,减小系统运行损耗。

海上平台能源路由器母线电压控制策略研究

适用于海上平台能源路由器直流母线电压稳定性控制方法目前还不够完善,为了解决海上平台脉冲负载对能源路由器直流母线电压造成严重冲击的问题,引入混合储能系统,提出一种考虑电压波动系数的双向DC/DC变换器功率预测控制策略及考虑混合储能能量限值的功率管理方法.经过仿真,系统的直流母线电压动态响应达到预期需求.搭建海上平台能源路由器实验平台,通过实验验证了该方案具有较高的动态响应及稳定性.

基于能源路由器的工业园区多时间尺度低碳调度策略

针对可再生能源随机特性导致的工业耗能园区综合能源系统日前调度计划误差较大问题,文章提出了一种基于能源路由器控制特性的综合能源系统多时间尺度低碳调度策略。在日前优化调度阶段,综合考虑系统低碳性及经济性,以日运行成本及环境成本最小为目标优化设备出力;在日内调度阶段,考虑能源响应时间差异与源荷不匹配的问题,提出自适应时间尺度的日内滚动计划调度策略。根据系统日前调度后运行状态合理切换日内滚动计划调度周期,实现对日前调度计划的反复修正。仿真结果表明,文章所提方法可在不同时间尺度条件下减小可再生能源出力的波动性、负荷等因素对系统优化运行的影响,降低系统碳排放量,保障园区综合能源系统低碳、可靠运行。

基于交直流混合网络的电能路由器协同控制与调度优化

随着各种新型能源的发展,电网的能源需求也逐渐从化石燃料过渡为环境友好型能源,而这些能源的分布与智能微电网的发展密切相关。且交直流混合配电网调度面临着系统稳定性、供电可靠性、资源管理、智能化调度和协调与通信等多方面的挑战。该文首先提出一种串联式拓扑结构的电能路由器(ER),可以有效地整合分布式电源、储能设备和负荷,提高微网的运行效率和可靠性。在此基础上提出一种基于交直流混合网络的电能路由器协同控制与调度优化算法,该算法以微网的电压的平均偏差、功率损耗、平均线路压降为优化目标,选择最优的传输路径。最后进行实验验证,结果表明,该方法可以降低微网的运行成本,延长储能设备的寿命,提高电能质量,为交直流混合微网提供了一种可行的优化方案。

电能路由器在互联微网中的应用研究

为验证电能路由器在互联微网中的应用效果,采用能源互联网的理念构建了多微网互联发电并网系统,包含交、直流微网两种形式,用电能路由器将各微网与大电网互联,实现微网与大电网间以及微网与微网之间电量的经济调度,从而减小分布式电源直接并网对大电网造成的冲击,同时利用相关电价政策及优化调度策略实现了微电网自身经济价值的最大化。

洋葱路由器网站指纹攻击与防御研究综述

以洋葱路由器(Tor)为代表的匿名网络是目前使用最广泛的加密通信网络之一,违法分子利用加密网络以掩盖其违法行为,给网络监管和网络安全带来极大的挑战。网站指纹攻击技术的出现使得对加密流量的分析成为可能,监管者利用数据包方向等信息对Tor流量进行解密,推断用户正在访问的网页。该文对Tor网站指纹攻击与防御方法进行了调研和分析。首先,对Tor网站指纹攻击的相关技术进行总结与比较,重点分析基于传统机器学习和深度学习的Tor网站指纹攻击;其次,对目前多种防御方法进行全面调研和分析;针对现有Tor网站指纹攻击方法存在的局限性进行分析和总结,展望未来发展方向和前景。

基于数据中心场景的电能路由器研究

面对人工智能的迅猛发展和算力需求的急剧增加,超大规模数据中心供配电系统催生出效率等指标进一步提升的迫切需求。本文提出采用完全电力电子变换的形式和相应的分层控制策略的电能路由器,可以替代基于以往的工频变压器和低压侧功率变换环节的传统供配电架构,大大缩短中压交流市电到负载端的供电链路,提高空间利用率。同时作为连接光伏、储能等重要设备的枢纽,电能路由器可以满足数据中心源网荷储一体化融合的要求。

路由器在网络系统中的配置测试和维护

路由器是网络系统中的重要组成部分,对于网络的稳定性和性能具有至关重要的作用,其主要作用是连接不同的网络,实现数据的传输和路由选择。基于此,本文研究了路由器在网络系统中的配置测试和维护。通过测试网络连通性,验证网络配置的正确性,确保数据在网络中顺畅传输;同时,从加强口令管理、限制系统物理访问、配置访问控制列表多个方面维护网络系统安全。实验结果表明:路由器的合理配置能够确保网络没有出现丢包现象,保障了网络系统的可靠性。

多端口能量路由器拓扑参数设计方法研究

能量路由器是基于电力电子变换器的多能源接口装置,能够提高新能源发电技术的稳定性与效率。针对光伏发电、储能装置等分布式能源接入与能量即插即用、能量灵活接入的目的,设计了1个四接口的能量路由器,由2个光伏发电单元接口、1个储能装置接口以及1个并网接口。光伏发电单元接口采用Boost电路,储能装置接口采用交错并联的Buck/Boost变换器,并网接口采用双向DC/AC变换器。重点分析了该能量路由器的参数设计方法,并设计了10kW的能量路由器。最终在simulink/Matlab中搭建了仿真模型,仿真结果表明:该参数设计方法设计出的参数能够保证能量路由器的动态性能与稳态性能。

多端口能量路由器协调控制策略研究

多端口能量路由器可使多种综合能源、多个功能单元通过公共耦合点接入系统,多端口能量路由器中接入的能源各具特色,提高了系统的难度。提出了一种四端口能量路由器,包含了2个光伏发电单元、1个储能装置单元以及一个并网接口单元,该能量路由器适用于家庭负荷。为实现该能量路由器稳定运行,还提出了结合主从控制策略与分层控制策略优点的协调控制策略。为了验证该能量路由器的协调控制策略,利用仿真软件平台Matlab/Simulink搭建了仿真模型,仿真结果表明了该多端口能量路由器与协调控制策略具有可行性。