DiffServ在高速路由转发平面的研究与微码实现

论文摘要

随着传输技术的发展和光纤技术在核心网的广泛应用，网络的“瓶颈”已从链路转向节点。宽带化和高速化成为核心网路由器的发展趋势。而伴随网络流量的增长，流量类型也日渐多样化。这就需要核心网路由器一改传统，在处理日益膨胀的信息流的同时，具有区分服务能力，以满足不同业务的不同服务质量要求。 本文选用DiffServ作为核心网路由器实现IP QoS的模型。在研究DiffServ模型理论的基础上，给出了基于网络处理器的高速DiffServ路由器的物理实现结构和逻辑层次。然后重点研究了路由转发平面上DiffServ的关键实现技术。针对现有分类技术对IPv6支持的缺陷，提出了一种支持IPv6多域分类的算法，并对算法性能进行了评估。依托Intel网络处理器IXP2800平台，设计了高速路山转发平面实现DiffServ的总体方案，提出了各关键技术的具体实现方案，并在Intel SDK4.0开发环境下采用微码编程实现。为了满足高速数据流的处理要求，在分类技术的微码实现中，对传统的流缓存模型进行了改进。为了更好地满足性能要求，还给出了优化思路。 转发平面的整体方案，在SDK4.0提供的仿真环境下进行了性能仿真，在T比特路由器平台系统上进行了功能实测。测试结果表明在达到线速性能要求的同时可以实现区分服务。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 DiffServ在路由器中的应用现状
• 1.3 本文的主要内容
• 第二章 DIFFSERV路由器体系结构
• 2.1 DiffServ模型原理
• 2.2 DiffServ路由器的功能部件
• 2.3 高速DiffServ路由器系统结构
• 第三章 DIFFSERV在路由转发平面的关键实现技术
• 3.1 报文分类
• 3.1.1 报文分类的定义
• 3.1.2 报文分类的几何意义
• 3.1.3 传统的报文分类方法
• 3.1.4 支持IPv6多域分类的分类算法
• 3.2 SRTCM和TRTCM的流量测量算法
• 3.2.1 令牌桶计量模型理论
• 3.2.2 SRTCM和TRTCM算法
• 3.3 RED和WRED的缓冲区管理算法
• 3.4 WFQ的队列调度算法
• 第四章 DIFFSERV在高速路由转发平面的微码实现
• 4.1 开发环境
• 4.1.1 IXP2800硬件结构和软件设计规范
• 4.1.2 软件开发工具
• 4.2 总体设计方案
• 4.3 分类器的微码实现
• 4.4 流量调节器的微码实现
• 4.4.1 测量器的微码实现
• 4.4.2 标记器的微码实现
• 4.4.3 WRED的微码实现
• 第五章 仿真验证和实测结果分析
• 5.1 仿真环境和结果分析
• 5.2 实测环境和结果分析
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果
• 附录A