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 基于并行化网络实验平台流保序算法研究 孙冬雪，王振凯** （北京邮电大学信息与通信工程学院，北京 100876） 5 10 15 20 摘要：针对目前 IP 网存在的可测性差、可管性弱、可控性不足的问题，支持虚拟化的并行 化路由实验平台从体系结构的结构研究满足可测量、可管理、可控制等三个属性的可扩展网 络结构。本文通过研究对并行化交换结构，成功搭建实现并行化和虚拟化网络路由实验平台 结构，同时针对负载均衡过程产生的乱序问题提出了动态哈希负载分配算法，并在该路由平 台对该算法的负载均衡以及保序效果进行了仿真。 关键词：并行化；负载均衡；乱序 中图分类号：TN915 Research on Order-keeping Algrithm for the Internet Experimental Platform Based On Parallelization Sun Dongxue, Wang Zhenkai (Beijing University of PostsTelecommunications, Beijing 100876) Abstract: For the problem of poor measurability, the weak controllability exiting in the IP network exchange structure at present, the network experimental platform based on parallelization and virtualization is researched and designed to meet the requirement of the above three properties. This paper not only proposed the design of the whole network platform system architecture., but also do lots of work to analysis related order keeping algorithm, and proposes hash-based flow allocation algorithm, and introduces design and implementation of the specific order-keeping modules . And at last a simulation is done on this network experimental platform. Keywords: parallelization; load-balancing; out of order 25 0 引言 当今网络的应用领域不断扩大，新兴业务继续涌现，CPU 处理数据的增长速度逐渐被 互联网带宽的增长速度超过，同时，在 Qos、控制安全、流量分配、吞吐效率等方面对智能 化数据处理提出更高要求。这不仅要求提高路由处理速度，还要求网络路由处理器能够很好 30 35 40 的解决路由灵活性问题，减少对现有路由协议的依赖，为更多更新的路由协议开辟提供良好 的实验环境。 目前，高性能路由器大都采用这种基于共享存储器或是交叉开关的集中式交换方式。因 为该方式扩张性差，不适合高速交换业务应用。由此，人们提出了并行交换和多级网络互连 等具有更好扩展性的交换结构。多级网络互连交换机构通过内部交换网络来连接线卡，构建 大容量路由交换系统，这种体系结构具有非常好的扩展性。并行交换结构包括多个输入和输 出控制端口以及位于中间层的低速交换模块。这些交换模块并行工作，各自相对独立地交换 报文。因为这些交换模块的工作速率比外部线路速率低，实现起来比较简单。而且，通过有 效地分配负载，各个交换模块的容量叠加起来就等于系统的总容量，通过增加中间交换模块 数目原则上可以获取任意容量的交换系统，从而实现良好的可扩展性。但是并行交换结构导 致的数据报乱序问题仍需深入研究。 作者简介：孙冬雪，（1986-），女，研究生，主要研究方向：下一代网络。 通信联系人：王振凯，（1974-），男，副教授，主要研究方向：下一代网络. E-mail: zkwang@ -1-  1 虚拟化网络试验平台设计基础 本节详细介绍了基于虚拟化和并行化路由实验平台设计的技术。其中，负载均衡两级交 换结构是为实验平台框架的搭建提供了结构基础，本平台的并行化处理结构就是基于此结构 思想设计而成的。Click 软件路由平台模块化编程思想以及已经实现的模块化元素为本想的 45 设计和实现提供了编程基础和接口，为项目基于可编程设计