EOC交换机生成树协议的研究与实现

论文摘要

目前,有线电视网络双向改造势在必行。在有线电视网络的双向改造中, EPON+EOC方案得到广泛应用,该方案需要一种同轴以太网接入设备。EOC交换机作为一款同轴以太网接入设备,由数据交换模块、CATV模块和数据/电视信号混合复用模块组成。数据交换模块类似于二层网络交换设备,为有效防止网络环路的出现,需要在交换模块上实现生成树协议。生成树协议是网络二层设备的基础协议之一,它通过分布式计算保证网络活动拓扑结构为树型结构,从而有效地防止了网络环路的出现,避免了网络环路带来的帧的无限循环和重复接收所导致的广播风暴的产生,本文研究并在数据交换模块上实现了生成树协议。本文首先介绍了基于S3C4510B处理器、以IP1717和IP108A为核心交换芯片组的交换模块硬件平台,描述了交换模块软件系统构架和所使用的uClinux操作系统的配置移植,对与生成树协议相关的MII管理接口的实现进行了阐述。接着以IEEE 802.1D标准为理论基础剖析了生成树协议,并对生成树协议在搭建的交换模块特定软硬件平台下的实现进行了详细的阐述。所实现的生成树协议从功能上划分为初始化子模块、协议信息配置子模块、BPDU收发子模块、端口状态设置子模块、参数配置子模块和定时器超时子模块,子模块之间以函数调用的方式组织,与其它外部模块之间采用消息队列的方式进行通信。从协议初始化、接收到拓扑变化通知BPDU包以及协议参数配置三个方面对生成树协议的实现进行了相关测试,测试结果表明已基本实现生成树协议的功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要工作
• 1.4 论文组织结构
• 2 交换模块软硬件结构
• 2.1 交换模块硬件设计
• 2.2 交换模块软件设计
• 2.3 本章小结
• 3 生成树协议分析
• 3.1 生成树协议的概述
• 3.2 生成树协议的端口角色与状态
• 3.3 生成树协议的参数
• 3.4 BPDU 包编码
• 3.5 生成树协议算法
• 3.6 拓扑变化
• 3.7 生成树协议的缺陷
• 3.8 本章小结
• 4 生成树协议的实现
• 4.1 STP 子系统结构设计
• 4.2 主要数据结构设计
• 4.3 STP 子模块实现
• 4.4 生成树协议实现的改进
• 4.5 本章小结
• 5 协议测试与全文总结展望
• 5.1 协议测试与结果分析
• 5.2 全文总结与展望
• 致谢
• 参考文献