發(fā)布時(shí)間：2021-07-16 11:11

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)與通信網(wǎng)的深度融合，互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的用戶數(shù)量呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，使得IPv4地址嚴(yán)重?cái)?shù)量不足。為了解決這個(gè)問(wèn)題，出現(xiàn)了許多解決方案，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NetworkAddress Translation，簡(jiǎn)稱(chēng)NAT）技術(shù)是較為突出的一種解決方案。Octeon網(wǎng)絡(luò)處理器是Cavium公司針對(duì)市場(chǎng)需求推出的新一代網(wǎng)絡(luò)多核處理器產(chǎn)品，如今被廣泛使用在各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，其中許多設(shè)備如路由器、防火墻、無(wú)線接入控制器等都對(duì)NAT功能有需求。然而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開(kāi)啟NAT功能時(shí)，設(shè)備的整體性能會(huì)受到較大影響。這是一個(gè)在實(shí)際應(yīng)用中必須解決的問(wèn)題，本文既然是研究在OCETON芯片中的實(shí)現(xiàn)NAT協(xié)議的，就不能不對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行研究。本文首先介紹了NAT協(xié)議的研究現(xiàn)狀，指出了在具有NAT功能的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中存在的性能問(wèn)題。接著，研究了NAT協(xié)議的原理和NAT的分類(lèi)，研究了Octeon多核網(wǎng)絡(luò)處理器的硬件架構(gòu)、包處理流程、軟件架構(gòu)和運(yùn)行模式。然后，在研究的基礎(chǔ)上提出了數(shù)據(jù)面和控制面分離的軟件架構(gòu)，提出了一種基于OCTEON芯片、采用簡(jiǎn)單執(zhí)行程序模式運(yùn)行數(shù)據(jù)面、采用Linux模式運(yùn)行控制面的NAT協(xié)... 

【文章來(lái)源】：武漢郵電科學(xué)研究院湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 背景介紹
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 主要工作
    1.4 論文結(jié)構(gòu)
第2章 NAT 協(xié)議原理
    2.1 NAT 協(xié)議介紹
    2.2 NAT 相關(guān)術(shù)語(yǔ)及概念
    2.3 NAT 的分類(lèi)
    2.4 NAPT 分類(lèi)
        2.4.1 完全錐形 NAT
        2.4.2 地址限制錐形 NAT
        2.4.3 端口限制錐形 NAT
        2.4.4 對(duì)稱(chēng)形 NAT
    2.5 本章小結(jié)
第3章 多核處理技術(shù)
    3.1 多核處理器概述
    3.2 OCTEON 多核技術(shù)
        3.2.1 Octeon 多核處理器概述
        3.2.2 Octeon 多核網(wǎng)絡(luò)處理器硬件結(jié)構(gòu)
        3.2.3 Octeon 多核處理器的包處理流程
        3.2.4 Octeon 多核處理器軟件架構(gòu)
        3.2.5 Octeon 多核程序運(yùn)行模式
    3.3 本章小結(jié)
第4章 NAT 在 OCTEON 芯片中實(shí)現(xiàn)的總體方案
    4.1 NAT 實(shí)現(xiàn)的基本需求
    4.2 NAT 實(shí)現(xiàn)的模式與環(huán)境
    4.3 NAT 實(shí)現(xiàn)的整體架構(gòu)
        4.3.1 配置管理模塊功能
        4.3.2 數(shù)據(jù)分組解析模塊功能
        4.3.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊功能
        4.3.4 轉(zhuǎn)換表管理模塊功能
    4.4 NAT 的數(shù)據(jù)流程
        4.4.1 NAT 總體數(shù)據(jù)流
        4.4.2 NAT 數(shù)據(jù)面總體處理流程
    4.5 OCTEON 中任務(wù)處理機(jī)制
    4.6 本章小結(jié)
第5章 NAT 關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.1 配置管理模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        5.1.1 NAT 命令行部分
        5.1.2 POW 口通信機(jī)制
        5.1.3 NAT 配置管理流程
        5.1.4 NAT 的內(nèi)存初始化與管理
    5.2 數(shù)據(jù)分組解析模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        5.3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊功能子模塊
        5.3.2 分片重組機(jī)制設(shè)計(jì)
        5.3.3 報(bào)文頭部更新轉(zhuǎn)換
    5.4 轉(zhuǎn)換表管理模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        5.4.1 轉(zhuǎn)換表管理模塊外部接口
        5.4.2 NAT 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換表
        5.4.3 NAT 靜態(tài)轉(zhuǎn)換表
        5.4.4 NAT 地址池
    5.5 NAPT 的哈希算法選擇
    5.6 系統(tǒng)多核并行與串行處理
    5.7 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果分析
    6.1 功能測(cè)試
        6.1.1 測(cè)試目的
        6.1.2 測(cè)試環(huán)境
        6.1.3 測(cè)試配置
        6.1.4 測(cè)試步驟
        6.1.5 測(cè)試結(jié)果與分析
    6.2 性能測(cè)試
        6.2.0 測(cè)試目的
        6.2.1 測(cè)試指標(biāo)
        6.2.2 測(cè)試環(huán)境
        6.2.3 測(cè)試配置與步驟
        6.2.4 測(cè)試結(jié)果與分析
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄 2 主要英文縮寫(xiě)語(yǔ)對(duì)照表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]NAT技術(shù)的研究與應(yīng)用[J]. 宰芹芹,楊婧.  艦船電子工程. 2011(07)
[2]高速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下NAT快速轉(zhuǎn)換算法[J]. 李慶海,張德運(yùn),孫朝暉,李繼華.  計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2003(09)

碩士論文
[1]基于Octeon多核處理的網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 李建萍.蘇州大學(xué) 2010
[2]P2P網(wǎng)絡(luò)中NAT穿透方法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 秦添.湖南大學(xué) 2010
[3]基于網(wǎng)絡(luò)處理器的NAT協(xié)議研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 曹繼軍.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004
[4]NAT網(wǎng)關(guān)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 黃鸝聲.電子科技大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3286898