本文關鍵詞：基于多核網絡處理器的路由器數據轉發(fā)平面設計與實現

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【摘要】：互聯網技術的飛速發(fā)展給社會生活帶來了很大的便利,但日益增加的互聯網用戶和網絡流量以及種類繁多的業(yè)務給整個網絡帶來了極大的負荷。路由器作為連接網絡的樞紐設備,它的轉發(fā)性能受到極大的挑戰(zhàn)。傳統的單核處理器已無法滿足用戶對業(yè)務功能以及性能日益增長的需求,通過多核處理器來提高路由器的整體轉發(fā)性能成為一種趨勢。本文主要研究了多核路由器系統的數據轉發(fā)方案設計以及基于Cavium多核網絡處理器的驅動軟件實現。本論文中首先介紹了路由器的結構、工作原理以及操作系統等基礎知識,在此基礎上,重點提出了在數據平面上基于負載均衡思想和優(yōu)先級策略的兩種數據轉發(fā)方案,包括逐流轉發(fā)方案和逐包轉發(fā)方案。逐流轉發(fā)方案就是將進入系統的報文按其類型和特征分為具有不同優(yōu)先級的流,然后以流為單位通過哈希算法調度到數據平面的各個核上處理使其達到負載均衡,從而提高性能。逐包轉發(fā)方案就是以報文為單位,按照報文類型分為不同的優(yōu)先級,通過輪詢調度算法將報文分配到各個核上處理,使數據平面的每個核時刻保持高速轉發(fā),從而達到負載均衡,提高系統性能。這兩種轉發(fā)方案使得多核處理器的性能得到極大發(fā)揮,尤其是逐包轉發(fā)方案能使多核處理器的利用率達到最大化,使系統性能得到了顯著提升。同時,本文將這兩種數據轉發(fā)方案在Cavium公司的CN78xx多核網絡處理器上進行了實現并對最終的路由器產品進行了系統測試包括功能測試和性能測試并對測試結果進行了分析。最終的測試表明,本文所設計的兩種轉發(fā)方案使得多核路由器能提供更高的系統性能、更低的系統開銷和強勁的數據轉發(fā)性能,滿足了用戶當前的需求。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.05

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本文編號：1176203