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ForCES体系结构下FE模型及其描述技术的相关研究

2020-11-22阅读(818)

ForCES体系结构下FE模型及其描述技术的相关研究

论文摘要

在新一代互联网路由与交换理论的研究过程中，ForCES(Forwarding and Control Element Separation)体系结构提出将控制功能和转发功能分离的思想，同时结合了集中式路由器结构的易编程性和分布式路由器结构的易扩展性等优点，推动了IP并行化的发展，在科学研究和商业网络服务等领域都有着良好的发展前景。 在ForCES体系结构研究中，最重要的研究内容之一就是对转发功能单元FE(Forwarding Element)的建模，其主要优势在于提高FE的灵活性、可扩展性以及平面之间的互操作性。FE与控制单元CE(Control Element)分离之后，需要对自身所包含的信息进行管理，并能够通过网络向CE提供必要的属性能力信息，便于CE对FE的配置与控制。因此，本文对FE包含的信息采用一种形式化描述，向CE提供一个直观的FE配置文件。该文件配合ForCES协议中的各种报文格式和数据类型描述，保证了通信报文的一致性，从而实现了与ForCES协议的一致性交互。 本文重点对FE建模进行了深入的分析与研究，提出了具体的实现方案。首先，本文针对FE的层次化结构，提出了一个FE的分层参考模型，通过构建FE模型抽象层实现对ForCES协议控制与底层操作的解耦，并提供了一个抽象的交互平台。继而，根据具体的工程需求，采用数据流模型方法建模，旨在实现FE的模块化拓扑建模以及提高代码的并发执行能力。 根据系统需求，本文提出了基于底层软件路由器Click的功能模块设计。同时，通过研究SNMP网管系统中MIB库的实现方式，本文将FE模型库组织为动态的树型结构，根据用途与实现方式的不同，对库中信息归类，并使用ASN.1语言加以实现。 为了实现FE模型库的灵活可用性和可扩展性，本文使用lex／yacc工具自开发一个小的解析器，能够将ASN.1模型文件转换为可直接对底层操作的标准C代码，并实现ForCES协议层对模型库的实时查询和动态配置等功能。由模型库文件构成的FE模型抽象层通过系统调用和标准API实现与其他层次的交互。在论文的最后，根据现有的问题需求和实现能力，我们设计了一些测试案例对FE模型的正确性进行验证。 论文完成的工作和取得的成果，对原型系统的实现具有非常重要的理论和实践意义，它对于推动ForCES体系结构进一步的探索和发展，具有较高的参考价值。

论文目录

  • 图目录
  • 表目录
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • §1.1 互联网体系结构研究的发展与现状
  • §1.2 课题研究背景及目标
  • §1.3 课题的主要内容及研究思路
  • §1.4 论文的研究成果
  • 第二章 ForCES体系结构的研究
  • §2.1 ForCES体系结构的概述
  • §2.2 FE模型介绍
  • 2.2.1 逻辑功能类型
  • 2.2.2 逻辑功能的变化
  • 2.2.3 逻辑功能的次序
  • 2.2.4 灵活性
  • 2.2.5 逻辑功能的最小集合
  • §2.3 FE模型在ForCES体系结构下的实践意义
  • §2.4 本章小结
  • 第三章 FE建模的相关研究
  • §3.1 国内外已有的工作
  • 3.1.1 FE模型研究组成
  • 3.1.2 拓扑建模法和编码状态建模法的研究
  • 3.1.3 FE模型研究思路总结
  • §3.2 其他相关模型研究
  • 3.2.1 P1520模型研究
  • 3.2.2 NPForum模型研究
  • 3.2.3 SNMP网络管理协议研究
  • §3.3 模型描述语言的研究
  • §3.4 本章小结
  • 第四章 系统建模设计
  • §4.1 建模目标
  • §4.2 FE模型设计
  • 4.2.1 当前一些模型实现方法
  • 4.2.2 数据流编程模型
  • 4.2.3 本系统的模型设计
  • §4.3 FE模型描述实现
  • §4.4 模型与ForCES协议的关系
  • 4.4.1 模型与ForCES协议的关联
  • 4.4.2 ForCES协议层从模型库获取信息的方法
  • §4.5 本章小结
  • 第五章 模型实现
  • §5.1 基于Click软件路由器的LFB模块设计
  • §5.2 模型转换工具的实现
  • 5.2.1 具体实现方案
  • 5.2.2 lex／yacc工具介绍
  • 5.2.3 词法分析程序描述
  • 5.2.4 语法分析程序描述
  • 5.2.5 需要支持的用户子例程
  • §5.3 生成代码的使用
  • §5.4 本章小结
  • 第六章 系统测试
  • §6.1 测试方案设计与验证
  • 6.1.1 测试内容
  • 6.1.2 测试环境
  • 6.1.3 测试方案设计
  • §6.2 测试结果及分析
  • §6.3 FE的进一步测试
  • §6.4 本章小结
  • 第七章 总结与展望
  • §7.1 本文的工作总结
  • §7.2 下一步的工作目标
  • 致谢
  • 作者攻读硕士期间发表的论文
  • 参考文献

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