构件化软件路由器体系结构研究与应用

摘要 (ii)

ABSTRACT (iii)

第一章绪论 (1)

1.1 研究背景 (1)

1.2 面向互联网实验的软件路由器所面临的挑战 (2)

1.3 主要工作和创新点 (3)

1.4 论文的组织结构 (3)

第二章相关研究 (5)

2.1 典型软件路由器实现方法 (5)

2.1.1 Click实现模型 (5)

2.1.2 XORP实现模型 (6)

2.1.3 Quagga实现模型 (7)

2.1.4 Open vSwitch实现模型 (8)

2.2 现有软件路由器的优缺点分析 (9)

2.3 本章小结 (9)

第三章面向互联网新技术实验的软件路由器MagicRouter (10)

3.1 MagicRouter基本设计思想 (10)

3.1.1 现有实现模型 (10)

3.1.2 MagicRouter的总体架构 (10)

3.1.3 MagicRouter体系结构的优点 (11)

3.2 MagicRouter的虚拟对象空间 (12)

3.2.1 虚拟对象空间的基本思想 (12)

3.2.2 虚拟对象空间对路由器的三层抽象 (13)

3.3 MagicRouter的分组转发流程 (14)

3.4 本章小结 (16)

第四章MagicRouter详细设计 (17)

4.1 MagicRouter总体设计 (17)

4.1.1 核心进程多线程核心交换机制 (18)

4.1.2 标准构件编程模型 (20)

4.2 MagicRouter的通信库 (21)

4.2.2 可扩展的消息通信机制 (22)

4.3 VOS的实现机制 (24)

4.3.1 VOS的实现基础 (24)

4.3.2 VOS空间分配 (25)

4.4 本章小结 (27)

第五章MagicRouter的实现 (28)

5.1 MagicRouter Beta实现 (28)

5.1.1 MagicRouter Beta实现概述 (28)

5.1.2 MagicRouter核心交换进程实现 (31)

5.1.3 MagicRouter Beta辅助进程实现 (36)

5.1.4 MagicRouter Beta路由查表优化 (40)

5.1.5 MagicRouter Beta消息结构 (41)

5.2 MagicRouter验证与分析 (45)

5.2.1 测试环境 (45)

5.2.2 单个报文大小对MagicRouter转发性能的影响 (47)

5.2.3 报文发送频率对MagicRouter转发性能的影响 (47)

5.2.3 分组缓冲区大小对MagicRouter转发性能的影响 (49)

5.2.4 测试结果分析 (50)

5.3 本章小结 (51)

第六章结束语 (52)

6.1 本文总结 (52)

6.2 工作展望 (52)

致谢 (54)

参考文献 (55)

作者在学期间取得的学术成果 (58)

表目录

表4.1 核心进程关键数据结构 (19)

表4.2 VOS空间分配 (26)

表5.1 MagicRouter Beta功能划分 (28)

表5.2 服务器配置列表 (46)

图目录

图2.2 Click实现模型 (6)

图2.3 XORP实现模型 (7)

图2.4 Quagga实现模型 (8)

图2.5 OVS实现模型 (8)

图3.1 MagicRouter的总体架构 (11)

图3.2 虚拟对象空间示意图 (13)

图3.3 虚拟对象空间的三层抽象 (14)

图3.4 MagicRouter分组转发流程 (15)

图4.1 MagicRouter的多进程运行环境 (17)

图5.1 MagicRouter系统总体流程设计 (18)

图4.2 核心进程的多线程转发模型 (19)

图4.3 基于核心交换进程消息通信示意图 (20)

图4.4 进程间通信的通信标签结构示意图 (23)

图4.5 VOS空间分配示意图 (25)

图5.1 MagicRouter Beta实现架构图 (29)

图5.2 MagicRouter Beta程序文件分层结构 (30)

图5.3 核心交换进程实现示意图 (31)

图5.4 日志查看界面 (38)

图5.5 日志查看界面-报文控制块 (38)

图5.6 日志查看界面-接口信息请求与回复 (39)

图5.7 日志查看界面-FIB表下发消息 (39)

图5.8 日志查看界面-MAC表下发 (39)

图5.9 报文控制块消息结构 (41)

图5.10 FIB访问消息结构 (43)

图5.11 MAC表访问消息结构 (43)

图5.12 接口信息表访问读请求消息结构 (44)

图5.13 接口信息表访问读请求回复消息结构 (44)

图5.14 完整报文的传送结构示意图 (45)

图5.15 测试环境拓扑 (46)

图5.16 单个报文大小对转发率的分布图 (47)

图5.17 转发数量随发包数量变化分布图 (48)

图5.18 转发率随发包数量变化分布图 (48)

图5.20 分组缓冲区大小对转发率的影响分布图 (50)