本文關鍵詞：面向NP-5網(wǎng)絡處理器的多鏈路負載均衡系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

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【摘要】：如今,互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展,人們與網(wǎng)絡的關系日益緊密,生活中處處有互聯(lián)網(wǎng)的存在。相關技術(shù)也是飛速發(fā)展,變化的很快。對于互聯(lián)網(wǎng)服務供應商來說,他們使用的網(wǎng)絡設備除了要求有高性能,能轉(zhuǎn)發(fā)大量的數(shù)據(jù)報文,同時還要求設備具有一定的靈活性,能夠適應網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡處理器同時兼顧性能與靈活性兩個方面,用網(wǎng)絡處理器作為高端的路由器的轉(zhuǎn)發(fā)引擎已經(jīng)成為了主流。路由器的核心功能是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報文,高端設備對于轉(zhuǎn)發(fā)的性能、規(guī)格與可靠性有很高的要求,多鏈路負載均衡技術(shù)同時提高轉(zhuǎn)發(fā)的規(guī)格與可靠性,消除了一些來自鏈路層技術(shù)的制約。使得發(fā)往一個目的地的報文能夠超出一條鏈路的帶寬的限制,最多能使用這多條鏈路的總帶寬來進行報文轉(zhuǎn)發(fā)。本文實現(xiàn)了以EZchip公司的NP-5網(wǎng)絡處理器作為轉(zhuǎn)發(fā)引擎的路由器中的多鏈路負載均衡系統(tǒng),包括兩種多鏈路技術(shù),一是等價路由,二是由鏈路聚合形成的聚合接口,在高端的路由器上實現(xiàn)了當存在多可用鏈路的情況下,利用這些可用鏈路,進行負載均衡的轉(zhuǎn)發(fā)。同時還實現(xiàn)了用不同帶寬的鏈路轉(zhuǎn)發(fā)報文時按照帶寬比分配流量,使得路由器能用于更多的場景。本文將系統(tǒng)分為兩個大的模塊,NP驅(qū)動模塊維護表項,數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā)模塊處理報文。利用NP-5芯片提供的NP-5芯片的操作接口與NP-5芯片的開發(fā)工具,實現(xiàn)了將控制信息下刷置NP-5芯片之中,然后用表項指導對報文的轉(zhuǎn)發(fā)處理。使用modulo-n hash算法作為負載均衡算法,該算法很簡單,算法開銷比較小,同時算法以“流”為最小粒度進行負載均衡,并且算法的表現(xiàn)比較好,分擔的比較均勻。最后對系統(tǒng)進行測試,最后的測試結(jié)果表明系統(tǒng)滿足預期的功能性和非功能性的要求,符合最初的設計目標。
【關鍵詞】：網(wǎng)絡處理器 等價路由 聚合接口 負載均衡
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.05
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 項目來源和研究的目的及意義8-9
• 1.2 相關領域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 路由器技術(shù)體系現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 多鏈路負載均衡技術(shù)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 網(wǎng)絡處理器的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)12-14
• 第2章 多鏈路負載均衡系統(tǒng)的需求分析14-17
• 2.1 多鏈路負載均衡系統(tǒng)功能性需求分析14-15
• 2.2 多鏈路負載均衡系統(tǒng)非功能性需求分析15-16
• 2.3 本章小結(jié)16-17
• 第3章 多鏈路負載均衡系統(tǒng)的總體設計17-31
• 3.1 路由器架構(gòu)17-24
• 3.1.1 路由器硬件架構(gòu)17-18
• 3.1.2 NP-5 網(wǎng)絡處理器18-21
• 3.1.3 數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā)流程21-24
• 3.2 系統(tǒng)模塊劃分與各模塊設計24-28
• 3.2.1 系統(tǒng)模塊劃分24-25
• 3.2.2 NP驅(qū)動模塊25-26
• 3.2.3 數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā)模塊26-28
• 3.3 Modulo-n Hash算法28-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 系統(tǒng)的詳細設計與實現(xiàn)31-53
• 4.1 NP驅(qū)動模塊詳細設計與實現(xiàn)31-39
• 4.1.1 基本轉(zhuǎn)發(fā)31-34
• 4.1.2 等價路由轉(zhuǎn)發(fā)34-36
• 4.1.3 聚合接口轉(zhuǎn)發(fā)36-39
• 4.2 數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā)模塊39-52
• 4.2.1 TOPpreparse子模塊39-42
• 4.2.2 TOPparse子模塊42-45
• 4.2.3 TOPsearchⅠ子模塊45-48
• 4.2.4 TOPresolve子模塊48-51
• 4.2.5 TOPsearchⅡ子模塊51
• 4.2.6 TOPmodify子模塊51-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 第5章 多鏈路負載均衡系統(tǒng)測試53-67
• 5.1 測試方案53-54
• 5.1.1 測試方法53
• 5.1.2 測試范圍53
• 5.1.3 測試環(huán)境53-54
• 5.2 等價路由轉(zhuǎn)發(fā)負載均衡測試54-62
• 5.3 聚合接口轉(zhuǎn)發(fā)負載均衡測試62-65
• 5.4 等價路由與聚合接口結(jié)合的負載均衡測試65-66
• 5.5 測試結(jié)論66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72-73
• 個人簡歷73

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本文編號：806225