本文關(guān)鍵詞：基于多核網(wǎng)絡(luò)處理器的路由器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展給社會(huì)生活帶來(lái)了很大的便利,但日益增加的互聯(lián)網(wǎng)用戶和網(wǎng)絡(luò)流量以及種類繁多的業(yè)務(wù)給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了極大的負(fù)荷。路由器作為連接網(wǎng)絡(luò)的樞紐設(shè)備,它的轉(zhuǎn)發(fā)性能受到極大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的單核處理器已無(wú)法滿足用戶對(duì)業(yè)務(wù)功能以及性能日益增長(zhǎng)的需求,通過(guò)多核處理器來(lái)提高路由器的整體轉(zhuǎn)發(fā)性能成為一種趨勢(shì)。本文主要研究了多核路由器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方案設(shè)計(jì)以及基于Cavium多核網(wǎng)絡(luò)處理器的驅(qū)動(dòng)軟件實(shí)現(xiàn)。本論文中首先介紹了路由器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)知識(shí),在此基礎(chǔ)上,重點(diǎn)提出了在數(shù)據(jù)平面上基于負(fù)載均衡思想和優(yōu)先級(jí)策略的兩種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方案,包括逐流轉(zhuǎn)發(fā)方案和逐包轉(zhuǎn)發(fā)方案。逐流轉(zhuǎn)發(fā)方案就是將進(jìn)入系統(tǒng)的報(bào)文按其類型和特征分為具有不同優(yōu)先級(jí)的流,然后以流為單位通過(guò)哈希算法調(diào)度到數(shù)據(jù)平面的各個(gè)核上處理使其達(dá)到負(fù)載均衡,從而提高性能。逐包轉(zhuǎn)發(fā)方案就是以報(bào)文為單位,按照?qǐng)?bào)文類型分為不同的優(yōu)先級(jí),通過(guò)輪詢調(diào)度算法將報(bào)文分配到各個(gè)核上處理,使數(shù)據(jù)平面的每個(gè)核時(shí)刻保持高速轉(zhuǎn)發(fā),從而達(dá)到負(fù)載均衡,提高系統(tǒng)性能。這兩種轉(zhuǎn)發(fā)方案使得多核處理器的性能得到極大發(fā)揮,尤其是逐包轉(zhuǎn)發(fā)方案能使多核處理器的利用率達(dá)到最大化,使系統(tǒng)性能得到了顯著提升。同時(shí),本文將這兩種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方案在Cavium公司的CN78xx多核網(wǎng)絡(luò)處理器上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)并對(duì)最終的路由器產(chǎn)品進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)試包括功能測(cè)試和性能測(cè)試并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析。最終的測(cè)試表明,本文所設(shè)計(jì)的兩種轉(zhuǎn)發(fā)方案使得多核路由器能提供更高的系統(tǒng)性能、更低的系統(tǒng)開(kāi)銷和強(qiáng)勁的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能,滿足了用戶當(dāng)前的需求。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP393.05

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本文編號(hào)：1176203