路由器isdn线卡的开发与-研究

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1、上海交通大学硕士学位论文图1—2多处理器的路由器体系结构Fi91-2Thearchitectureofroutersbasedonmulti．processors3．基于并行结构的路由器体系结构在这种体系结构中，除了原先的通用处理器外，每个接口都有一块CPU。该CPU专门用于路由查找，数据包直接被转发到输出端口。通用处理器只负责路由协议和维护端13CPU上的路由表。这样，每个数据包只占用一次总线，减少了总线的使用时间。如图1．3所示。图1．3基于并行处理的路由器体系结构Fi91—3Thearchitecture

2、ofroutersbasedOnparallelism4．基于交换的路由器体系结构基于交换结构的路由器具有良好的可扩展性。由于用交换结构取代了总线，多个数据包可以同时通过不同的线路进行传送。数据直接从输入端通过交换结构流向输出端。这样系统的吞吐量大大提高。如图1．4所示。基于交换结构的路由器没有了共享总线带来的瓶颈，但并不完美。为进一步改善性能要考虑以下方面：由于路由查找通过软件实现，而通用处理器长于计算第3页上海交通大学硕士学位论文而非输入输出，因此可以采用专用的ASIC芯片完成路由查找、队列管理等功能。AS

3、IC能提供与网络流量相称的处理速度，其缺点是不能提供设计所需的灵活性，这意味着较早地被淘汰。为弥补这一缺陷一些厂商开发了网络处理器，这是一种专门用于满足网络交换设备的新型CPU。它即具有高速处理能力，又具有容易编程的能力。由此可见，路由器的发展趋势是功能的硬件化、更多地采用并行技术、采用交换结构和可编程化。图1-4基于交换结构的路由器体系结构Fi91—4Thearchitectureofroutersbasedonswitchedfabric1．4本文章节安排综合上述分析，随着网络应用中80／20规则的逐步改变

4、，人们对路由器的要求越来越高。为提高路由器的性能，一方面要改变路由器的传统体系结构，抛弃原先基于总线通用CPU的体系结构，积极采用交换技术，专用硬件技术及专用网络处理器技术。另一方面，要对端口接入技术进行优化，也就是采用各种新协议、新算法提高线卡的接入速度。本文就是希望通过对路由器的体系结构及ISDN线卡的改进是目前路由器的ISDN接入技术能更上一层楼。．本文的第一章论述路由器的体系结构，这是实现目标的一个重要方面。第二章阐述了目前的路由器采用的多种接口卡协议，目的是将它们与ISDN技术做比较，以明确优化的方向

5、。第三章详细论述了ISDN技术的原理，这是进行优化的基础知识。第四至七章在以前各章的基础上，结合我们的实际开发工作提出了一个具体实现方案，第八章提出了我们的改进设计方案，这其中比较了多种方案选择。当然由于各种原因最后的实现与我们最初的设计方案还有一定距离，这也正是我们今后的研究方向。第4页上海交通大学硕士学位论文第二章接口卡技术如上所述，提高路由器的性能的一个重要方面使路由器能提供各种高速网络接口，同时这些高速网络技术对我们设计并改进ISDN接口颇有益处。本章将讨论目前常见的高速网络技术。2．1ADSL技术AD

6、SL是DSL的一种非对称版本，它利用数字编码技术从现有铜纸电话线上获取最大数据传输容量，同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务。其原因是它用电话话音传输以外的频率传输数据。ADSL能够向终端用户提供8Mbps的下行传输速率和!Mbps的上行传输速率且提够针对单一电话线路用户的专线服务。ADSL的标准有CAP，DMT和GLite。CAP由AT&T设计，DMT由Amati通信公司发明，两者区别在于发送数据的方式。DMT和GLite两种标准各有所长，适用于不同领域。DMT是全速率的ADSL标准，支持8Mbps／1

7、．5Mbps的高速下t?／上行速率，但DMT要求用户端安装POTS分离器，比较复杂。G．Lite速率较低，下行／上行速率为1．5Mbps／512Kbps，但安装简单。ADSL采用三个信道，即一个高速下传信道，一个中速双工信道和一个POTS信道(4KHz)，POTS信道用以保证即使ADSL连接失败了，语音通信仍能正常工作。高速和中速信道均可以复用以穿间多个低速通道。ADSL用频分复用FDM或回馈抑制在电话线中创建多个信道。FDM使用一条下传数据信道和一条上传数据信道，并使用时分复用TDM将下传信道分割，上传信道也

8、被分成多个低速信道。回馈抑制将上传和下传信道重叠，并用本地回馈抑制将两者区分。回馈抑制虽然更加有效，但增加了复杂性和成本。2．2ISDN技术ISDN是以提供了端到端的数字连接的综合数字电话网(IDN)为基础发展而成的通信网，用以支持一系列包括话音及非话音在内的多种业务。用户通过一组有限的标准多用途的用户网络接口接入网内。它的基本特性包括以下几个方面：7．首先，ISDN是一个数字网络。在