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华
蓓，女，1966年9月生，教授。1990年
获中国科技大学无线电系学士学位，1993年
获北京大学无线电系硕士学位，同年回科大计算机系工作，2005年获中国科技大学计算机系
博士学位，2005年5月赴美国密苏里大学哥伦比亚分校访问一年。一直以来从事计算机网络的教学与研究工作，研究方向涉及下一代因特网技术、移动计算、无线传感器网络、主动网络、网络安全等多个方面，先后主持了四个国家级项目，作为技术骨干参与了多个国家级项目和安徽省级课题。近年来主要研究多核处理器上的网络程序并行化技术。 |
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主要研究方向：多核
处理器上的网络程序并行化
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随着链路速度及数据包处理复杂度的不断提高，网络设备实现线速（10Gb/s及以上）转发的压力越来越大。基于单处理器的软件算法早已不能适应当前的网络速度，目前依靠ASIC提升速度的方案灵活性差、开发周期长、开发代价高，多核处理器的出现为利用软件算法实现线速包处理提供了新的机会。随着多核处理器的出现及迅速普及，多核处理器正成为一种广泛普及的计算模型。然而，仅当软件能够充分利用多核处理器的特性时，多核处理器的优势才能体现出来。
目前提出的各类网络算法基本上是针对单处理器设计的，典型地以理想计算模型下机器指令数或访存次数的渐近上界来评价算法的性能。然而，在实际的计算平台上，不同机器指令的运行代价是不同的；取决于操作数存放的位置，一条内存访问指令消耗的时间可能比其它简单的机器指令消耗的时间高几个数量级。其次，一个实际的算法实现还会遇到诸如编译器优化、流水线操作、高速缓存以及其它平台特定的现象，这些现象会极大地削弱简单的指令或访存计数对算法性能的预测能力。在多核结构上，以上问题将变得更为突出，而且又有新的设计问题出现。比如，多个计算核的存在使得算法设计者必须考虑在各个核之间合理分配任务的问题。随着计算核数量的增加，多核处理器的计算瓶颈消除了，随之而来的是访存成为制约算法性能进一步提高的瓶颈。如何充分利用多核结构的并行处理能力和多级存储结构，通过合理地分布数据、隐藏访存延迟、平衡访存流量以推迟访存瓶颈的出现，是算法设计者需要解决的重中之重的问题。另外一个影响多核处理器充分发挥作用的障碍是，目前大量的网络应用软件仍然是为单处理器而设计的串行程序，而软件界目前尚缺乏为多核处理器进行高效编程的工具，缺少开发并行应用所需的技巧。
将已有的串行网络程序并行化，使之能在多核平台上高效运行，以及设计基于多核平台的高效并行网络算法，是本方向要研究的主要问题。目前正在进行的工作是搭建一个基于Intel多核处理器的高速网络处理平台，已经并行化了一个基于Libnids的TCP/IP协议栈及一个端口无关的协议识别器。紧接着要做的工作是在该平台上建立包括网络负载监视、流量识别、入侵检测、内容过滤等各种高计算负载的网络应用程序，以及一些关键算法在该平台上的优化实现。
该研究方向要求有较好的计算机系统结构、操作系统、计算机网络、编译及并行算法设计基础。
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教材：
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华蓓. 《计算机网络原理与技术》（第2版），科学出版社，2008.2。
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华蓓，蒋凡，史杏荣，杨寿保（译）.《计算机安全》
，人民邮电出版社，2003.12。
近年主要论文：
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Junchang Wang, Haipeng Cheng, Bei
Hua, Xinan Tang.
Practice of Parallelizing Network Applications on
Multi-core Architectures. In Proceedings of 23rd
International Conference on Supercomputing (ICS'09),
June 8-12, 2009, New York, USA.
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Haipeng Cheng, Zheng Chen, Bei Hua, Xinan Tang.
Scalable Packet Classification Using Interpreting—A Cross-platform Multi-core Solution.
In Proceedings of 13th ACM SIGPLAN Symposium on
Principles and Practice of Parallel Programming
(PPoPP'08), Salt Lake City, USA,Feb.20-23, 008.
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Xianghui Hu, Xinan Tang, Bei Hua.
High-Performance IPv6 Forwarding Algorithm for Multi-core
and Multithreaded Network Processor. In proceedings of
ACM SIGPLAN 2006 Symposium on Principles and Practice of
Parallel Programming (PPoPP),
New York, USA, Mar.29-31,2006．
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Duo Liu,
Zheng Chen, Bei Hua, Nenghai Yu, Xinan Tang.
High-performance Packet Classification Algorithm for
Multithreaded IXP Network Processor. ACM
Transactions on Embedded Computing Systems, Vol.7, No.2,
Article 16, 2008.2.
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Xin Li,Bei Hua,Yi Shang, Yan
Xiong.
A Robust Localization Algorithm in Wireless Sensor
Networks. Journal of Frontiers of Computer Science
in China,2(4), 2008.12.
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Xin Li, Bei Hua, Yan Guo.
Study of a Cost-effective Localization Algorithm in Wireless
Sensor Netowks. Lecture Notes in Computer
Science, Vol.4864, pp.584-595.
The 3rd International
Conference on Mobile Ah-hoc and Sensor Networks (MSN 2007),
Beijing, China, Dec.12-14,2007.
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Yan Guo, Bei Hua, and Yan Xiong.
Energy-based Target
Numeration in Wireless Sensor Networks. In Proceedings
of
2007 International Workshop on Wireless Ah Hoc, Mesh and
Sensor Networks (WAMSNet-07),Seoul, Korea, Dec.6-8,2007.
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郭燕，华蓓，熊焰.
无线传感器网络中面向目标追击应用的信息分布研究. 小型微型计算机系统，30(5)，2009.5.
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Hua Bei, Liao Hongbo,
Xiong Yan, and
Guo Yan.
Study of Position Security in Location Service in Mobile Ad
Hoc Networks. Chinese Journal of Electronics (English),
15(3): 563-566, 2006.
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联系电话:(0551)3607043
E-mail:
bhua@ustc.edu.cn |
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