基于多核网络处理器的路由器数据转发平面设计与实现

发布时间：2017-11-12 14:06

  本文关键词：基于多核网络处理器的路由器数据转发平面设计与实现

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【摘要】：互联网技术的飞速发展给社会生活带来了很大的便利,但日益增加的互联网用户和网络流量以及种类繁多的业务给整个网络带来了极大的负荷。路由器作为连接网络的枢纽设备,它的转发性能受到极大的挑战。传统的单核处理器已无法满足用户对业务功能以及性能日益增长的需求,通过多核处理器来提高路由器的整体转发性能成为一种趋势。本文主要研究了多核路由器系统的数据转发方案设计以及基于Cavium多核网络处理器的驱动软件实现。本论文中首先介绍了路由器的结构、工作原理以及操作系统等基础知识,在此基础上,重点提出了在数据平面上基于负载均衡思想和优先级策略的两种数据转发方案,包括逐流转发方案和逐包转发方案。逐流转发方案就是将进入系统的报文按其类型和特征分为具有不同优先级的流,然后以流为单位通过哈希算法调度到数据平面的各个核上处理使其达到负载均衡,从而提高性能。逐包转发方案就是以报文为单位,按照报文类型分为不同的优先级,通过轮询调度算法将报文分配到各个核上处理,使数据平面的每个核时刻保持高速转发,从而达到负载均衡,提高系统性能。这两种转发方案使得多核处理器的性能得到极大发挥,尤其是逐包转发方案能使多核处理器的利用率达到最大化,使系统性能得到了显著提升。同时,本文将这两种数据转发方案在Cavium公司的CN78xx多核网络处理器上进行了实现并对最终的路由器产品进行了系统测试包括功能测试和性能测试并对测试结果进行了分析。最终的测试表明,本文所设计的两种转发方案使得多核路由器能提供更高的系统性能、更低的系统开销和强劲的数据转发性能,满足了用户当前的需求。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.05

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本文编号：1176203