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集成IS-IS协议在T比特路由器中研究与实现

2020-11-22阅读(962)

集成IS-IS协议在T比特路由器中研究与实现

论文摘要

本文以国家863计划重大课题“可扩展到T比特的高性能IPv4/v6路由器基础平台及实验系统”（以下简称高性能T比特路由器）为依托,对集成IS-IS协议高性能实现的关键问题进行了深入研究,并根据研究的结果对集成IS-IS路由软件进行了实现和性能优化。本文在对当前路由软件体系结构进行分析的基础上,采用了基于核心模块的路由软件体系结构,提出了基于事件驱动的优先级队列虚拟多线程（PQ-VMT）实现技术,使用该技术对集成IS-IS协议进行了模块化实现,并对其性能优化进行了深入地研究。本文所做主要工作如下: 1.对影响协议性能的路由稳定性和收敛性进行了深入研究,并提出了相应的解决办法。采用在发送链路状态包（LSP）之前随机等待一段时间的扩散策略,有效地减少了LSP的重复广播;对定期LSP刷新采用随机刷新策略,有效地防止了可能发生的刷新同步问题;通过对最短路径优先计算调度和LSP的产生采用指数退避算法;有效地改进了协议实现的稳定性和收敛性。 2.对影响协议软件高性能运行的因素进行了深入研究,并提出了相应的解决办法。完善的重启动机制有效解决了路由协议软件重启动带来的问题,减少了路由抖动;根据集成IS-IS运行机制分析了次佳路由的产生原因,对其内部路由重分配（路由泄露）地研究和实现,消除了可能的次佳路由;通过使用优先队列替换ZebOS中的SPF计算候选列表所采用的双向链表,将SPF计算的时间复杂度由O（N2）降到O（nlogn）;有效地增强协议软件的性能。 3.提出了基于事件驱动的优先级队列虚拟多线程的实现机制。我们对三种主要模块化路由软件实现技术进行分析,结合高性能T比特路由器路由软件的需求,采用了基于核心模块的路由软件体系结构,提出了适合集成IS-IS路由软件实现技术:基于事件驱动的PQ-VMT路由软件实现技术,对PQ-VMT机制进行了详尽地实现阐述。 4.使用PQ-VMT技术和优化方案实现了集成IS-IS协议的相关模块。我们在对集成IS-IS协议仔细研究的基础上,深入研究了集成IS-IS协议实现的性能优化,提出了相关的解决方法,并对集成IS-IS协议软件相关模块进行优化设计,最后对协议实现进行了一致性测试和性能仿真,结果显示我们的实现符合协议规范,所做的优化是有效的。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • §1.1 研究背景
  • §1.2 集成IS-IS研究现状及任务
  • §1.3 本文的主要工作
  • §1.4 本文的组织结构
  • 第二章 集成IS-IS协议实现需求分析
  • §2.1 集成IS-IS协议
  • §2.2 高性能T比特路由器对路由协议软件要求
  • §2.3 影响集成IS-IS协议性能的关键因素
  • §2.4 集成IS-IS协议实现的特点
  • §2.5 本章小结
  • 第三章 集成IS-IS协议在T比特路由器中优化技术
  • §3.1 路由稳定性研究
  • §3.1.1 链路状态数据包处理
  • §3.1.2 链路状态数据包交互研究
  • §3.1.3 LSP重传问题
  • §3.2 路由收敛性能研究
  • §3.2.1 链路故障检测与传播
  • §3.2.2 LSP刷新同步问题
  • §3.2.3 SPF计算调度
  • §3.2.4 指数退避算法
  • §3.3 完善的重启机制
  • §3.3.1 协议正常重启处理
  • §3.3.2 完善的重启过程
  • §3.4 集成IS-IS内部路由重分配
  • §3.4.1 区域内非最佳路由的产生
  • §3.4.2 协议内部路由重分配的实现
  • §3.5 基于四叉堆优先级队列SPF算法
  • §3.5.1 K叉堆K值选定及操作时间分析
  • §3.5.2 基于四叉堆优先级队列的Dijkstra算法
  • §3.6 本章小结
  • 第四章 集成IS-IS软件在T比特路由器中的设计技术
  • §4.1 路由软件体系结构分析
  • §4.1.1 三种常用路由软件体系结构
  • §4.1.2 高性能T比特路由器中路由软件实现的考虑
  • §4.2 基于核心模块的路由软件架构
  • §4.2.1 路由软件结构
  • §4.2.2 进程间通信机制
  • §4.3 优先级队列虚拟多线程机制设计技术
  • §4.3.1 优先级队列虚拟多线程机制组织结构
  • §4.3.2 虚拟多线程调度机制
  • §4.4 本章小结
  • 第五章 集成IS-IS在T比特路由器中的实现
  • §5.1 协议总体结构
  • §5.2 协议分组收发处理模块
  • §5.3 HELLO模块
  • §5.4 邻居状态机模块
  • §5.5 接口状态机模块
  • §5.5.1 完善的重启动实现
  • §5.6 链路状态数据库模块
  • §5.6.1 链路状态数据库的组织
  • §5.6.2 链路状态数据库的维护
  • §5.7 交换和扩散协议模块
  • §5.7.1 模块功能概述
  • §5.7.2 实现处理流程
  • §5.7.3 交换和扩散协议模块的实现
  • §5.8 集成IS-IS协议软件测试
  • §5.8.1 集成IS-IS协议软件的一致性测试
  • §5.8.2 协议相关性能仿真
  • §5.9 本章小结
  • 结束语
  • 致谢
  • 参考文献

    • 相关论文文献

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    • [3].IS-IS协议可靠性原理与技术研究[J]. 网络安全技术与应用 2017(07)
    • [4].域内路由协议OSPF与IS-IS差异性的研究与分析[J]. 计算机科学 2015(S1)
    • [5].铁路数据网IS-IS分层优化研究[J]. 铁道通信信号 2018(06)
    • [6].基于着色Petri网的IS-IS路由协议互操作性测试的研究[J]. 计算机工程与科学 2013(12)
    • [7].IS-IS与OSPF路由通讯规程比较之探索[J]. 硅谷 2009(05)
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    • [10].IS-IS组网环境下路由环路案例分析[J]. 湖南邮电职业技术学院学报 2014(04)
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    • [12].一种IS-IS网络中的链路异常检测方法、系统、装置、芯片[J]. 科技创新导报 2016(27)
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    • [22].简单动态路由协议在电力内部接入数据网络的应用[J]. 企业科技与发展 2019(02)

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