CNGI宽带接入控制器表技术的设计与实现

论文摘要

随着互联网的高速发展，形式多样的网络接入层数字化产品已经成为互联网信息处理的主流工具，并且正在逐步形成一个充满商机的巨大产业。中国科学院声学所北京高性能网络实验室所主持的CNGI项目——有线、无线统一宽带接入控制器开发研究，其主要内容是研究国家下一代互联网体系中有线、无线宽带接入方式，通过两者的集成来实现多种接入网络与骨干网络的无缝融合。由于目前在网络接入层面存在着多种接入方式和技术，让不同接入网的用户共享一套核心网网络资源，不仅为用户提供了一致的网络使用体验，而且极大降低运营商在接入网的投资，减少运营管理的投入。宽带接入控制器的研发涉及多种技术知识，本文首先介绍了国家下一代互联网CNGI形成的技术背景、发展现状以及存在的问题。继而叙述了宽带接入控制器的基本技术知识和体系构成，包括软硬件平台和系统软件。根据实际需求选择了Intel公司的IXP2400网络处理器芯片和SDK套件，因此有必要对该套件进行了细致的了解，尤其是SDK的消息通道机制要认真研究掌握，才能进一步开发上层应用程序。本文重点研究的内容是宽带接入控制器中表技术的设计与实现，包括表结构设计、表地址规划以及用来进行表项定位的表索引算法。本文还对表核心组件的基本设计进行描述，并给出各种表接口核心组件的实现过程。使用SDK套件进行网络处理器上的应用程序开发，其中表技术的设计和实现对今后类似程序研究和开发提供良好借鉴。在完整的接口核心组件设计中，组件的层次调用关系扮演了很重要的角色。在综合前述软硬件环境的基础上，应用嵌入式程序的开发方法，正确理顺各层次之间调用关系，才能较好完成预期目的。最后，本文对我们在研究和开发表接口核心组件工作中的不足之处和需要改进的地方进行了总结，同时也展望了表技术发展的前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题的价值和意义
• 1.2.1 自主产权带来国家利益
• 1.2.2 带来理性的产业规划和投资
• 1.2.3 促进电信业体制改革
• 1.3 研究的主要内容
• 1.4 本人的主要工作
• 1.5 论文结构的安排
• 第二章 国家下一代互联网
• 2.1 CNGI形成的技术背景
• 2.1.1 IPv6的提出
• 2.1.2 IPv6标准的制定
• 2.1.3 IPv6在国内外的研究与应用
• 2.2 CNGI的发展与现状
• 2.3 本章小结
• 第三章 宽带接入控制器
• 3.1 有线无线统一宽带接入
• 3.1.1 宽带有线接入
• 3.1.2 宽带无线接入
• 3.1.3 BWA支持协议
• 3.1.4 统一接入
• 3.2 构建宽带接入控制器运行网络
• 3.3 有线无线统一宽带接入控制器功能
• 3.4 有线无线统一宽带接入控制器设计与实现
• 3.4.1 硬件平台
• 3.4.2 软件平台
• 3.4.3 系统软件
• 3.5 本章小结
• 第四章 嵌入式网络处理器与开发技术
• 4.1 嵌入式网络处理器
• 4.1.1 硬件架构
• 4.1.2 INTEL开发套件与消息通道
• 4.2 IXA可移植框架
• 4.2.1 IXA可移植框架
• 4.2.2 核心组件
• 4.3 本章小结
• 第五章 表的设计与索引算法
• 5.1 带接入控制器转发需求
• 5.2 表的设计
• 5.2.1 表结构设计
• 5.2.2 表地址规划
• 5.3 表的索引算法
• 5.3.1 线性索引
• 5.3.2 哈希索引
• 5.5 本章小结
• 第六章 表核心组件的设计与实现
• 6.1 基本设计概念
• 6.1.1 表接口组件功能简述
• 6.1.2 路由表类型设计
• 6.1.3 INTEL SDK接口调用流程简述
• 6.2 表核心组件的流程设计与实现
• 6.2.1 表初始化组件实现
• 6.2.2 PCB表核心组件设计与实现
• 6.2.3 INLIF表核心组件设计与实现
• 6.2.4 用户表核心组件设计与实现
• 6.2.5 路由表核心组件设计与实现
• 6.3 编译配置和步骤
• 6.4 调试环境配置与测试结果
• 6.5 本章小结
• 第七章 全文总结和展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 核心组件接口列表
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文