基于NP路由器的以太網(wǎng)OAM研究與實現(xiàn).pdf

1、以太網(wǎng)具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉等優(yōu)點,所以一直在局域網(wǎng)內(nèi)占主導(dǎo)地位。隨著千兆、萬兆以太網(wǎng)的普及,以太網(wǎng)在運營級網(wǎng)絡(luò)中比重不斷增加,對其可靠性、安全性、擴(kuò)展性和可管理性等提出了更高要求。但由于局域網(wǎng)本身的可靠性和穩(wěn)定性,用于局域網(wǎng)的傳統(tǒng)以太網(wǎng)在設(shè)計之初并未建立操作、管理和維護(hù)(Operation、AdministrationandMaintenance,OAM)功能,所以缺乏操作管理維護(hù)功能成了以太網(wǎng)進(jìn)入城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的最大障礙,

2、以太網(wǎng)OAM是這一過程中必須解決的問題。隨著網(wǎng)絡(luò)對節(jié)點設(shè)備要求的提高,各大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商相繼在高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中大量應(yīng)用具有高速處理能力和靈活可編程性等特點的網(wǎng)絡(luò)處理器(NetworkProcessor,NP)。這些高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可通過軟硬件融合的方式實現(xiàn)OAM功能,以達(dá)到更好的網(wǎng)絡(luò)管理性能。因此,在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中通過NP實現(xiàn)以太網(wǎng)OAM功能是目前的研究熱點。
　　 本課題在某通信公司的預(yù)研項目“基于NP的高性能路由器的研究與實現(xiàn)”基礎(chǔ)上

3、開展。筆者參與該項目研發(fā)的整個過程,從總體方案設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計文檔撰寫、部分模塊代碼編寫、系統(tǒng)測試到預(yù)研報告撰寫。通過項目研發(fā),筆者對整個路由系統(tǒng)和NP進(jìn)行了深入研究,在這個以太網(wǎng)設(shè)備上,完成了以太網(wǎng)OAM的設(shè)計、實現(xiàn)、測試與分析。本文通過分析以太網(wǎng)OAM技術(shù)特點、網(wǎng)絡(luò)處理器相對于通用處理器和ASIC芯片的優(yōu)勢,闡明了采用NP實現(xiàn)以太網(wǎng)0AM功能的優(yōu)點。在NP路由器體系架構(gòu)上,給出了一種用NP和控制CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)報文混合轉(zhuǎn)發(fā)來實現(xiàn)OAM數(shù)

4、據(jù)報文處理與轉(zhuǎn)發(fā)的方案。
　　 本文首先對多種以太網(wǎng)OAM協(xié)議進(jìn)行了比較分析。以IEEE802.1ag協(xié)議為基礎(chǔ),分析了OAM技術(shù)的相關(guān)理論、實現(xiàn)原理、報文格式,并通過協(xié)議融合對802.1ag協(xié)議功能進(jìn)行了擴(kuò)展。其次,研究了NP路由器體系架構(gòu),重點研究了路由器線卡的NP模塊,確立了本設(shè)計的理論依據(jù)和開發(fā)環(huán)境,并根據(jù)NP的高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能及分層架構(gòu)特點,對OAM協(xié)議進(jìn)行模塊化,將OAM功能軟件分成NP微碼軟件和控制處理器軟件。最后