基于TCAM和多核处理器的高速路由查找转发引擎设计-电路与系统专业论文.docxVIP

山东大学硕士学位论文■—目鼍葺——●■—■■■——■■●—■—●—■■■—■—■■■●●——置皇詈詈暑詈詈詈曼鼻詈鼍!鼍詈暑量詈詈置|量————●————■■—■●—■■一I 山东大学硕士学位论文 ■—目鼍葺——●■—■■■——■■●—■—●—■■■—■—■■■●●——置皇詈詈暑詈詈詈曼鼻詈鼍!鼍詈暑量詈詈置|量————●————■■—■●—■■一I i量—毫■量———■—皇■■一 符号说明 TCAM Ternary content addressable memory 三态内容可寻址存储器 CIDR Classless inter-domain routing 无类域间路由 LPM Longest Prefix Matching 最长前缀匹配 NGN Next Generation Network 下一代互联网 NAT Network Address Translation 网络地址转换 MPLS Multi—Protocol Label Switching 多协议标签交换 ASIC Application Specific Integrated Circuit 专用集成电路 VPN VLrtual Private Network 虚拟专用网络 RIP Routing Information Protocol 路由信息协议 OSPF Open Shortest Path First 开放式最短路优先 BGP Border Gateway Protocol 边界网关协议 m Address Resolution Protocol 地址解析协议 SOC System OD a Chip 片上系统 SM Switch Management 信元交换篱理模块 TM Traffic Management 流量管理模块 PCI Peripheral Component Interconnection 外设组件互连标准 QOS Quality of Service 服务质量 SERDES Serial izes／Deserial izes 串化器／并化器 3 原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 堑壑：筮 日 期： 丝兰：篁堑 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅：本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 (必威体育官网网址论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：銎塑!是导师签名： 日期：兰!兰：三：乡 山东大学硕士学位论文中文摘要 山东大学硕士学位论文 中文摘要 近年来，随着Intemet的迅速普及，使用Intemet的人数、连接到Intemet上的 主机数量和数据流量呈现指数式的增长。另一方面，各种新的多媒体业务也不断 涌现。因此Internet的容量正在成为一种稀缺资源。为了适应Internet应用的迅速 发展，提供更好的服务质量，必须提高网络的容量。随着光纤技术的发展和T比 特级交换技术的发展有效的解决了链路带宽、路由器的吞吐量问题，而路由器的 转发效率就成为制约网络性能提高的丰要瓶颈。如何提高路由器的查找转发效率 已经成为众多专家学者和公司研发工作人员研究的重点。而提高转发效率的关键 又在于如何提高路由查找速度和采用更先进的、更合理的路由架构。本论文在综 合了国内外近年来在路由查找算法及实现和路由器发展架构的基础上，提出了第 六代路由器架构的概念，并利用TCAM和多核处理器实现了一种高效的路由查表 转发引擎。 本文所做的主要工作如下： 总结了IP地址结构的变化历程，介绍了现有的一些常用的高速路由表查询算 法，对它们进行了详细的研究和比较。 分析了路由架构的发展历程，在第五代基于NP实现的高速路由器基础上提出 了第六代，即基于多核处理器来实现的更高性能的高端路由器的体系架构。 应用TCAM和多核处理器实现了一种高性能的路由转发引擎架构。介绍了一 种基于TCAM和FPGA实现的路由查表结构。从功耗、成本、性能方面综合考虑， 实现了一种高性能路由查表结构。 关键词：查找转发引擎；无是类域问路由；多核处理器；最长前缀匹配； 山东大学硕士学位论文ABSTRACT 山东大学硕士学位