基于Intel IXP2400平台的路由快速通道的设计与实现

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随着Interner主干网络流量的指数性增长,复杂的QoS(quality of services)控制以及新的网络协议和服务不断增加,出现一种用于构建下一代网络系统的新网络硬件——网络处理器.网络处理器是一种特殊目的、可编程的硬件设备,它具有RISC的低费用和灵活性,同时具有ASIC的速度与可扩展性,主要用于构建第三代网络系统,其中IXP2400是Intel生产的一款典型的网络处理.路由器是用于连接不同物理网络的硬件设备,对数据包的转发是其基本功能,从处理的数据报文角度可以划分为快速通道和慢通道,快速通道主要是用于正常数据包的处理,在现实的网络系统中它能达到数据包总量的80%,慢速数据通道主要用于处理复杂数据包和控制信息,如ICMP、ARP等.该文是研究如何在IXP2400平台上设计与实现路由快速通道.首先对网络处理器的体系结构尤其是IXP2400的内部结构进行剖析,分析了路由器的基本原理和路由转发过程.在此基础上开始系统的总体结构设计,从设计目标着手,结合网络处理其本身的特点分析了设计原则,比较了微引擎端设计的可能模型:流水线阶段模型、顺序线程模型、无序线程模型,阐述了设计中的同步和包顺序性问题的解决方案,并根据路由器的设计的特点提出了系统的总体设计方案.再根据总体设计进一步提出系统的详细设计,分析相关数据结构和各个模块的具体实现流程,并通过模拟和实际测试验证了系统.最后,文章评述了整个系统,对进一步的工作进行了展望.
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