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多网网关的高速串行接口与流量控制技术研究

作　者: 苏义伟
导　师: 徐展琦
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 流量控制 高速串行接口 差值加权轮询 IXP2350网络处理器 多网网关
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


Internet的飞速发展对网关等网络设备的性能提出了更高的要求,采用超大规模集成电路VLSI实现的传统网关缺乏灵活性,具有优异性能和高度灵活性的网络处理器成为多网网关的最佳硬件选择之一。流量控制是决定通信链路、网络及互联网络性能的一个重要因素。因此,研究基于网络处理器的流量控制技术有着重要的应用价值。本文以“多网网关关键技术及原型样机研究”项目的研究工作为基础,首先概述了多网网关、IXP2350网络处理器的硬件结构和软件框架、流量控制技术。其次,本文重点研究了IXP2350网络处理器上的高速串行接口HSSI的工作原理,完成该接口的编程与调测试;研究了流量控制技术中的队列管理和队列调度,在研究了区分服务DiffServ模型下的差值加权轮询DWRR调度算法的基础上,提出了改进的DWRR调度算法,并结合令牌桶算法实现流量整形。完成了基于IXP2350网络处理器的流量控制系统的设计和实现,包括流量控制系统各模块的功能和算法,并在仿真工具workbench上进行了系统性能仿真和功能验证。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 国内外研究及应用现状  7-10
    1.1.1 多网网关设备的研究现状  7-8
    1.1.2 流量控制技术研究应用现状  8-10
  1.2 研究背景及意义  10-11
  1.3 研究内容与章节安排  11-13
第二章 多网网关及流量控制技术  13-27
  2.1 多网网关  13-16
    2.1.1 多网网关的功能  13
    2.1.2 多网网关的硬件实现  13-14
    2.1.3 多网网关软件实现框架  14-16
  2.2 IXP2350 网络处理器  16-20
    2.2.1 IXP 2350 硬件结构概述  16-17
    2.2.2 IXP 2350 软件可移植性框架  17-19
    2.2.3 IXP 2350 软件开发环境  19-20
  2.3 流量控制技术  20-27
    2.3.1 流量控制概述  20-21
    2.3.2 区分服务DiffServ体系结构  21-24
    2.3.3 基于区分服务的流量控制系统模型  24-27
第三章 高速串行接口HSSI的设计与实现  27-39
  3.1 高速串行接口HSSI  27-29
    3.1.1 HSSI概述  27
    3.1.2 HSSI工作原理  27-29
  3.2 HSSI软件开发环境  29-31
    3.2.1 MontaVista Linux概述  29
    3.2.2 开发环境的建立  29-31
  3.3 高速串行接口HSSI驱动程序的设计与实现  31-36
    3.3.1 嵌入式Linux设备驱动概述  31-32
    3.3.2 嵌入式Linux驱动程序开发步骤  32
    3.3.3 高速串行接口HSSI驱动程序的实现  32-36
  3.4 高速串行接口HSSI的调测试  36-39
第四章 流量控制队列管理与调度算法研究  39-55
  4.1 队列管理及其算法  39-43
    4.1.1 队列管理概述  39
    4.1.2 RED及其衍生算法  39-42
    4.1.3 自适应虚拟队列算法  42-43
    4.1.4 动态阀值算法  43
  4.2 主要的队列调度算法  43-50
    4.2.1 先到先服务  44
    4.2.2 优先级队列  44-45
    4.2.3 公平队列  45-46
    4.2.4 加权公平队列  46
    4.2.5 加权循环队列  46-47
    4.2.6 差值加权轮询队列  47-50
  4.3 改进的DWRR算法  50-55
    4.3.1 基本原理  50-53
    4.3.2 性能分析  53-55
第五章 流量控制模块的设计与实现及性能仿真  55-73
  5.1 系统总体设计  55-57
    5.1.1 系统硬件结构设计  55
    5.1.2 系统软件模块设计  55-56
    5.1.3 系统资源分配  56-57
  5.2 系统软件模块的设计与实现  57-66
    5.2.1 流量分类模块  57
    5.2.2 队列管理模块  57-62
    5.2.3 队列调度模块  62-65
    5.2.4 流量整形模块  65-66
  5.3 软件设计中的重要数据结构  66-68
    5.3.1 存储器的使用  66-67
    5.3.2 链表  67
    5.3.3 队列数组  67-68
    5.3.4 环缓冲区  68
  5.4 流量控制系统性能仿真及分析  68-73
    5.4.1 仿真工具概述  68-69
    5.4.2 仿真参数配置  69-71
    5.4.3 性能仿真及分析  71-73
结束语  73-75
致谢  75-77
参考文献  77-79
作者在读期间研究成果  79-80

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 网络设备
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