论文部分内容阅读
未来互联网体系架构需要得到大规模部署和验证。路由器是组成互联网基础设施的核心设备,解决互联网在安全可信、服务质量、移动管理、大规模路由等方面存在的问题采用的主要的机制、方法、协议最终都会在路由器上实现。软件路由器通常作为互联网新技术的实验平台,因此支持互联网新机制部署的软件路由器对互联网实验具有重要意义。然而现有软件路由器的紧耦合架构通常会带来接口定义复杂、不支持分工合作开发及平台迁移能力差等实际问题,从而造成软件路由器可扩展性较差、开发难度较大及部署代价较高,影响下一代互联网实验的研究进展。本文对松耦合的软件路由器进行研究,主要工作和创新点包括:1.提出了一种新型的软件路由器体系结构——MagicRouter。MagicRouter采用松耦合的构件化实现方法,基于用户空间独立的进程实现路由器转发和控制平面的各种功能,创新性地建立了以核心交换为基础的软件路由器模型;提出一种软件路由器的概念模型——虚拟对象空间(VOS,Virtual Object Space),为MagicRouter进程间交互提供良好的访问抽象;设计并优化了MagicRouter体系结构下的分组转发流程。2.对Magic Router的实现模型进行了详细设计。设计了MagicRouter核心进程的多线程核心交换机制,有效降低软件路由器模块间耦合度,并且能够提供清晰的路由器内部消息交互过程,有利于实验调试工作的进行;基于VOS定义了明确的模块间交互接口和具有可扩展性的消息结构,降低了在该路由器架构下进行新技术实验的难度。3.实现了MagicRouter架构下IPv4路由器原型Magic Router Beta,并对该路由器进行测试评价。结果表明基于核心交换机制实现的松耦合软件路由器MagicRouter Beta可以较理想的效率完成IPv4路由器的路由转发功能。综上所述,本文对软件路由器进行了深入的研究,提出了基于构件化可重构的软件路由器模型,具有易开发、可扩展、易部署等优点,对于互联网新技术的实验具有重大实践意义。