多核路由器中点对点协议的设计与实现

发布时间：2017-09-21 14:03

  本文关键词：多核路由器中点对点协议的设计与实现

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【摘要】：随着网络的快速发展，越来越多的业务接入网络，网络的数据流量成爆发式增长，人们对网络带宽的需求越来越大，目前大部门数据中心的访问流量达到了10Gb/s的级别。以往传统的基于单核处理器的路由器难以满足对日益暴增的网络数据的处理，人们通过技术革新，将并发性高、处理能力强的多核多线程处理器应用在路由器上。 根据研究，简单的将为单核处理器而开发的程序直接移植到多核处理器的路由器上或者不改变软件架构而简单的增加多核处理器的处理核心数目，都不能使的路由器对网络数据处理的能力得到显著的提高，如何将以前开发的程序针对多核处理器进行并行化设计将是提高设备性能的必经之路。论文中，将Cpusets技术应用于XLR系列SMP架构的多核多线程网络处理器上，对处理器核心划分成数据核和控制核两部分，同时，从数据平面和控制平面对PPP协议的报文处理程序进行并行化分解，根据需求，可以将分解后的业务“指定”运行在某些处理器核心上，，使得用户可以灵活控制，摆脱了完全依靠操作系统对处理器核心之间进行负载均衡的依赖，以提供满足不同芯片类型和多变应用需求的统一软件系统操作平台。在软件架构上，为了提高PPP协议模块的独立性和对报文的转发效率，将协议划分出以PPP协议协商为主的用户态模块和处理数据转发为主的内核模块。其中，PPP用户态Daemon采用多线程设计以增加PPP协商并发度提高PPP用户上线速率，将PPP Daemon处理后的结果数据同步到内核，以指导内核模块对数据报文的处理。 最后，通过对路由器PPP功能性测试、吞吐量测试和PPPoE用户上线速率测试，有效的验证了基于多核路由器的PPP系统设计的合理性与高效性。
【关键词】：点对点协议 多核多线程处理器 数据平面与控制平面 任务分解
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP332
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究概况9-11
• 1.3 论文主要研究内容11-13
• 2 相关技术基础13-25
• 2.1 PPP协议原理介绍13-16
• 2.2 多核引擎模型概述16-18
• 2.3 转发流程概述18-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 多核PPP系统的分析与设计25-49
• 3.1 多核PPP系统的需求分析25-29
• 3.2 多核PPP系统的总体设计29-33
• 3.3 内核子模块设计33-36
• 3.4 PPP守护进程多线程设计36-48
• 3.5 本章小结48-49
• 4 多核PPP系统的实现与测试49-61
• 4.1 系统主要功能模块的实现49-54
• 4.2 系统测试及性能分析54-60
• 4.3 本章小结60-61
• 5 总结与展望61-63
• 5.1 全文总结61-62
• 5.2 展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-66

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本文编号：894963