基于網(wǎng)絡(luò)流引擎卡的分組轉(zhuǎn)發(fā)與流量控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)快速發(fā)展帶來網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷提高和各類復(fù)雜業(yè)務(wù)尤其是多媒體業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，這要求網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備必須具備線速的分組處理能力，并實(shí)現(xiàn)一定的QoS保證機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)流引擎卡NFE作為網(wǎng)絡(luò)處理器的新型產(chǎn)品，能夠高速處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，而且可以用 C語言代替微碼以開發(fā)各類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，從而降低開發(fā)難度并縮短開發(fā)周期。以隊(duì)列管理與隊(duì)列調(diào)度為核心的流量控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò) QoS保證的一種重要途徑，也是目前的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。因此研究基于網(wǎng)絡(luò)流引擎卡的分組轉(zhuǎn)發(fā)與

2、流量控制系統(tǒng)，具有較大的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以國家863計(jì)劃“新一代星地融合寬帶通信網(wǎng)測(cè)試與仿真”項(xiàng)目為依托，研究基于網(wǎng)絡(luò)流引擎卡NFE3240的IP分組轉(zhuǎn)發(fā)與網(wǎng)絡(luò)流量控制系統(tǒng)。首先，概述分組轉(zhuǎn)發(fā)的過程，并在介紹IP地址結(jié)構(gòu)變化對(duì)路由查找影響的基礎(chǔ)上，對(duì)比分析幾種常見的最長前綴匹配LPM路由查找算法。同時(shí)，基于現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的QoS模型，介紹數(shù)據(jù)包分類、隊(duì)列管理和隊(duì)列調(diào)度等流量控制關(guān)鍵技術(shù)，并著重介紹幾種主要的主動(dòng)隊(duì)列管理與隊(duì)列調(diào)度算

3、法。
　　其次，闡明本文所研究的分組轉(zhuǎn)發(fā)與流量控制系統(tǒng)的功能，并介紹硬軟件開發(fā)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)流引擎卡 NFE3240和網(wǎng)絡(luò)流管理軟件 NFM的主要特性，著重闡述其基于三態(tài)內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器TCAM和流狀態(tài)表FST的分類功能。結(jié)合系統(tǒng)功能和平臺(tái)特性，完成包括五個(gè)子模塊的系統(tǒng)總體實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)，并對(duì)各個(gè)子模塊進(jìn)行具體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。對(duì)于路由表更新與查找模塊，設(shè)計(jì)一種基于唯一前綴的路徑壓縮多分支樹的實(shí)現(xiàn)方案；在數(shù)據(jù)包分類模塊中，設(shè)計(jì)一種能夠充分利用平