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基于MPLS的PWE3实现研究

作　者: 袁嘉
导　师: 王冰峰
学　校: 电子科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 边缘到边缘伪线仿真多协议标签交换 EPW APW SDGP
分类号: TP309
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 105次
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内容摘要

本文针对利用多协议标签交换(Multiprotocol Label Switching，MPLS)技术实现边缘到边缘伪线仿真(Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge，PWE3)的研究，主要完成了PWE3底层系统集成软件开发和对基于MPLS的PWE3方案进行仿真研究两部分工作。在PWE3底层系统集成软件开发工作中，按照严格的软件开发流程，进行了需求分析，概要设计，详细设计，编码，单元调试等环节的工作。在需求分析阶段，通过对客户需求进行分析，划分出两种不同伪线业务：以太网伪线(EthernetPseudo Wire，EPW)业务和ATM伪线(ATM Pseudo Wire，APW)业务；在概要设计阶段，针对每个功能模块进行相应的概要设计，且有详细图例描述；在详细设计阶段，对每个模块涉及的表项算法、流量控制算法及硬件支撑算法等完成了详尽的实现方案；在单元测试阶段，设计了单元测试方案，并完成对EPW和APW的伪线功能的单元测试工作。在对基于MPLS的PWE3方案进行仿真研究的工作中，针对不同的仿真研究目的，进行了一系列仿真实验。仿真实验Project1是着重验证通过MPLS实现PWE3应用的可行性和实用性。仿真实验Project2是利用使用PWE3前后网络性能的变化，对利用PWE3能提升网络性能，做出了较详细的定量分析论证。仿真实验Project3是关于网络带宽动态分配算法的研究实验。针对目前网络中分配共享带宽方式的不足，本文对PWE3网络中共享带宽分配的方式进行了新的研究，提出了一种基于SDGP算法的实时动态带宽分配方案。在对SDGP算法原理进行了详细研究的基础上，提出了SDGP算法系统实现方案，最后利用awk语言完成SDGP算法的仿真程序，进行仿真实验。通过对仿真结果分析，表明SDGP算法能够较好地实现PWE3网络中共享链路带宽的实时动态分配，具有良好的可操作性、合理性、灵活性和及时性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章引言  12-17
  1.1 研究背景  12-13
  1.2 基于MPLS的PWE3课题国内外研究状况  13
  1.3 本文研究概述  13-17
    1.3.1 研究目的  13-14
    1.3.2 研究工作内容  14-15
    1.3.3 研究创新点  15-16
    1.3.4 研究难点  16
    1.3.5 本文结构和层次  16-17
第二章 MPLS与PWE3简介  17-22
  2.1 PWE3原理简介  17-18
  2.2 MPLS原理简介  18-20
    2.2.1 MPLS标签栈的无限嵌套能力  18
    2.2.2 MPLS转发和控制平面分离架构  18-20
  2.3 关于PWE3和MPLS的一些注意问题  20-21
    2.3.1 PWE3、PW和Tunnel之间的区别  20
    2.3.2 伪线业务中,不同层次Label索引方案研究  20
    2.3.3 伪线业务中,报文优先级的传递方案研究  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章基于MPLS的PWE3项目概述  22-25
  3.1 项目简介  22
  3.2 PWE3系统实现结构和功能模块  22-23
  3.3 PWE3底层系统集成软件项目开发流程  23-24
  3.4 本章小结  24-25
第四章基于MPLS的PWE3底层系统集成软件需求分析  25-29
  4.1 EPW业务需求分析  25-27
  4.2 APW业务需求分析  27-28
  4.3 本章小结  28-29
第五章基于MPLS的PWE3底层系统集成软件概要设计  29-46
  5.1 基本支撑功能模块概要设计  29-31
    5.1.1 PWE3逻辑器件加载概要设计  29
    5.1.2 寄存器访问概要设计  29
    5.1.3 SSRAM访问概要设计  29-30
    5.1.4 SSRAM自检概要设计  30
    5.1.5 PHY芯片访问概要设计  30
    5.1.6 PWE3功能模块初始化流程概要设计  30-31
  5.2 伪线业务功能模块概要设计  31-45
    5.2.1 Global Flow概要设计  31-32
    5.2.2 Entrance Analysis Module概要设计  32-35
    5.2.3 Pseudo Wire Entrance Module概要设计  35-36
    5.2.4 Label Analysis Module概要设计  36-39
    5.2.5 Label Encapsulation Module概要设计  39-41
    5.2.6 Ethernet Encapsulation Module概要设计  41-43
    5.2.7 Pseudo Wire Exit Module概要设计  43-44
    5.2.8 Access Control Module概要设计  44-45
  5.3 本章小结  45-46
第六章基于MPLS的PWE3底层系统集成软件详细设计  46-62
  6.1 基本支撑功能模块详细设计  46-51
    6.1.1 PWE3逻辑器件加载详细设计  46-48
    6.1.2 寄存器访问详细设计  48-49
    6.1.3 SSRAM访问详细设计  49
    6.1.4 SSRAM自检详细设计  49-50
    6.1.5 PHY芯片访问详细设计  50-51
    6.1.6 PWE3初始化详细设计  51
  6.2 伪线业务功能模块详细设计  51-61
    6.2.1 Entrance Analysis Module详细设计  52-53
    6.2.2 Pseudo Wire Entrance Module详细设计  53-54
    6.2.3 Label Analysis Module详细设计  54-55
    6.2.4 Label Encapsulation Module详细设计  55-56
    6.2.5 Ethernet Encapsulation Module详细设计  56-57
    6.2.6 Pseudo Wire Exit Module详细设计  57-58
    6.2.7 Access Control Module详细设计  58-61
  6.3 本章小结  61-62
第七章基于MPLS的PWE3仿真研究  62-86
  7.1 Project1：用OPNET进行基于MPLS的PWE3方案可行性仿真分析  62-66
    7.1.1 Project1仿真方案  62-64
    7.1.2 Project1仿真结果及分析  64-66
  7.2 Project2：使用NS2进行基于MPLS的PWE3网络性能仿真分析  66-75
    7.2.1 Project2仿真方案  66-67
    7.2.2 Project2仿真结果及分析  67-75
  7.3 Project3：利用SDGP算法进行实时动态带宽分配的研究及仿真  75-84
    7.3.1 问题提出  75-77
    7.3.2 SDGP算法原理研究  77-79
    7.3.3 SDGP算法系统实现研究  79-80
    7.3.4 SDGP仿真及结果分析  80-84
  7.4 本章小结  84-86
第八章基于MPLS的PWE3单元测试  86-92
  8.1 单元测试(Unit Test)方案设计  86-87
  8.2 测试问题案例举例  87-91
    8.2.1 Problem1：FPGA加载失败问题  87
    8.2.2 Problem2：系统冷系统时,初始化PHY失败问题  87-88
    8.2.3 Problem3：对大量PW链路进行振荡,部分链路还原失败的问题  88-89
    8.2.4 Problem4：端口聚合设置失败导致业务不通的问题  89-91
  8.3 本章小结  91-92
第九章结论  92-94
致谢  94-95
参考文献  95-96
附录  96-107
攻硕期间取得的研究成果  107

基于MPLS的PWE3实现研究

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