分布式路由器板间通信的研究与实现

发布时间：2017-04-13 00:21

  本文关键词：分布式路由器板间通信的研究与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伴随着互联网的快速发展,来自互联网的需求也越来越多样和复杂,因此路由器作为重要的通信设备也需要适应复杂而多变的需求并朝着更高的目标发展。分布式体系结构的出现为其更高质量、更高效率的处理业务提供了可能性,在此基础上人们希望通过提高网络设备的资源利用率来进一步的提高设备的工作效率。堆叠技术提供简化的本地管理将一组通信设备逻辑性得整合在一起作为一个对象来管理大大的提高了资源的利用率,该技术的运用简化网络节点拓扑以便于管理,通过设备间的统一协作使得系统的可靠性也大大提高了。本文主要研究高端路由器设备内部板间的通信,开发路由器软件系统的基本支撑模块——板间通信模块,实现高端路由器内部主控板与接口板,主控板与网板之间的通信,在物理层面看似相互独立的单板能够进行良好的信息交互,使其在各自完成不同功能的前提下又能够很好的融合在一起成为一台设备。本文研究的高端路由器采用分布式架构,即将控制平面和转发平面分开,使得主控板主要负责控制,接口板主要负责业务转发。这样让各个单板有效的完成各自的功能,大大提高了工作效率。本文的研究与实现主要在两种不同的模式下展开,即非堆叠环境模式和堆叠环境模式。主要完成的工作如下：1)对板间通信模块进行初始化：创建接收报文队列,申请报文内存空间,下发MAC地址都各个单板的CPU端口,对Lsw(交换芯片)进行vlan配置,对报文头部进行封装。2)在堆叠和非堆叠两种模式下,实现报文不同方式的发送,包括单播,广播和组播发送。3)报文的接收,板间通信模块调用底层网口驱动接受报文,并且按照不同的报文类型将其加入不同的队列,最后将处理好的报文转发至相应的应用模块。本文首先对实现板间通信的技术进行了研究；然后通过对模块的架构和流程分析完成了板间通信模块的总体设计,在此基础上进行各个子模块的设计与实现；最后对模块进行了测试,以此验证模块的可使用性。
【关键词】：分布式体系架构 板间通信 信息交互 堆叠模式 二层转发
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.05
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-12
• 1.1 研究背景10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 主要研究目的和内容11
• 1.4 论文的组织结构11-12
• 第二章 相关技术分析12-20
• 2.1 分布式路由器的功能以及硬件介绍12-13
• 2.2 分布式路由器板间通信的逻辑结构13
• 2.3 MAC地址13
• 2.4 二层交换技术13-14
• 2.5 Vlan技术14-16
• 2.6 二层交换技术和Vlan技术在板间通信中的应用16
• 2.7 QinQ技术以及应用16-17
• 2.8 堆叠技术17-18
• 2.8.1 堆叠简介17
• 2.8.2 堆叠工作原理17-18
• 2.9 队列调度18-19
• 2.10 本章小结19-20
• 第三章 板间通信模块的总体设计20-25
• 3.1 板间通信模块需求分析20-21
• 3.2 板间通信模块的架构21-22
• 3.3 板间通信模块的总体流程22
• 3.4 板间通信发送子模块22-23
• 3.5 板间通信接收子模块23-24
• 3.6 板间通信处理子模块24
• 3.7 本章小结24-25
• 第四章 板间通信模块的详细设计与实现25-44
• 4.1 板间通信处理子模块25-27
• 4.1.1 初始化工作25-26
• 4.1.2 板间通信报文头部封装26-27
• 4.2 板间通信发送子模块27-35
• 4.2.1 本框(非堆叠)模式发送27-32
• 4.2.2 跨框(堆叠)模式发送32-35
• 4.3 板间通信接收子模块35-38
• 4.3.1 CPU网口收发包机制37-38
• 4.4 板间通信模块的实现38-43
• 4.4.1 板间通信模块处理模块的实现38-39
• 4.4.2 板间通信模块发送模块的实现39-40
• 4.4.3 板间通信模块接收模块的实现40-41
• 4.4.4 同一报文多次发送的处理41-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第五章 系统模块测试44-52
• 5.1 系统测试44
• 5.2 测试环境与方法44
• 5.4 测试过程与测试结果44-51
• 5.5 本章小结51-52
• 第六章 总结与展望52-53
• 6.1 总结52
• 6.2 展望52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54

【参考文献】

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1 尹国巍;基于应用平台的项目管理系统的设计与实现[D];山东大学;2014年

2 王世一;基于CMMI的软件测试项目质量管理研究[D];北京邮电大学;2009年

3 白文磊;第三层交换机以太网驱动的设计与实现[D];北京邮电大学;2008年

4 周善荣;基于FPGA的网络路由器报文交换算法及实现[D];西北工业大学;2007年

5 姚飞;嵌入式通信平台软件设计与实现[D];国防科学技术大学;2002年

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本文编号：302402