路由器多框集群中ip转发测试技术的分析与实现

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1、路由器多框集群中IP转发测试技术的研究与实现附表索引表3．1某固网运营商发达省份的城域网带宽需求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．29表3．21+2两框集群与背靠背两框集群比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．30表4．1混合报文一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35表4．2混合报文二⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。35表4．3组播混合报文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．39表4．410GLAN不同条件下转发吞吐量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。43表4．5不同负荷时

2、的转发引擎丢包率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44表4．6不同产品形态设备吞吐量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44Ⅷ工程硕士学位论文1．1课题来源目。第1章绪论华为技术有限公司NetEngine5000(NE5000E)路由器多框集群V300R005项1．2研究目的及意义对于核心层路由器来说，除了具备快速转发的能力、高安全稳定性之外，更重要的是，处理能力、扩展性、可靠性强大。对于单台路由器来说，其扩展是有一定限制的，须考虑光器件的发展成熟度，以及电源、散热、机房承重等方面，而且也无法超越流量增长的摩尔定律。随着单台路由器

3、的开发技术逐步发展到极限，路由器的发展正在寻求一个质的飞跃。目前网络发展的基本趋势12J是：·用户带宽高速增长使得单台路由器的容量、槽位已满足不了业务的需要；·网络可靠性需要达到走向电信级：双规双上行增加了核心路由器端口的压力，对核心路由器的业务自愈能力提出了新的要求；·投资性价比逐步提高：在减少核心设备互连链路的开销，降低网络建设成本和维护成本，提高投资的当期收益的同时，网络设备能平滑扩容，业务无须中断，增加投资长期收益；路由器多框集群就是一种有效解决扩展性、可靠性问题的技术，它可在方便维护、不增加网络复杂度的前提下，用更加廉价的手段来满足

4、业务高速增长、网络性能及容量提升的需求，同时降低网络的建设成本和维护成本。目前，路由器集群技术已经受到业内人士的广泛关注。QuidwayNetEngine系列全业务路由器基本功能是提供快速IP转发平台，由此可见，设备的IP转发性能是对设备评价的重要指标，如何高效的进行测试设计来评价路由器多框集群性能是数据通信研究的重要课题。1．2．1突破容量瓶颈路由器集群又叫路由器矩阵或多机框互联(Multi．Chassis)，简单来说，就是将多台路由器按一定的设计互联起来，形成一套逻辑上一体的路由器系统。集群技路由器多框集群中IP转发测试技术的研究与实现术

5、的产生，主要有两个直接的原因：首先，单机容量逐步发展到极限，已经逐渐满足不了日益增长的网络扩容需要了；其次，超级节点的产生使得网络结构日趋复杂，运维管理难度很大。从技术层面上看，尽管目前单框最大转发能力达到1．6T，基本能满足目前所有业务的需求，但是随着VOIP／IPTV时代的来临，根据光进铜退／FTTH的发展态势，以及统一通信／网络融合的演进，在不久的将来，将对核心路由器的转发能力提出更高的要求。但是由于芯片本身转发能力提升空间有限，集群技术将是未来核心路由器发展的方向。在路由器领域中引入多框集群技术，目的是将两台或两台以上普通单框路由器通

6、过某种方式连接，使得这些单框路由器能够进行设备间协同工作和并行处理，实现系统容量的平滑扩展，并且对外只表现为一台逻辑路由器。集群技术逻辑价构分为三个平面：数据平面、管理控制平面和监控平面。通过管理控制平面集中化、一体化的控制管理，使集群系统各平面之间能够很好地协同工作，扩展后集群系统的容量为所有路由器单框容量之和，极大地扩展了路由器的容量，从而突破了单机在开发技术工艺上的限制。在成本方面，由于集群系统中各台路由器通过高速光背板互连，节省了额外的内部互联端口，大大减少了投资。集群系统中的每个路由器机箱之间都是通过高速光背板互连，省去了相应的互连

7、接口，且不再需要昂贵的路由器接口卡实现复杂的DoS、路由转发等功能，使机箱之间的互连成本远低于普通端口互连方式，同时还克服了采用普通端口互连方式带来的带宽瓶颈问题。在统一管理方面，集群中的所有路由器成员只有一个统一的管理和路由控制引擎，从逻辑上说，整个集群对外表现是一台路由器，这使网络拓扑和路由结构变得简洁清晰，维护起来更加简单方便。在网络建设方面，通过路由器集群，将核心设备容量升级到原来的2倍、4倍、6倍、8倍或以上都能采取平滑扩充的方式，设备能够重复利用，业务不会中断，并且不会增加路由的跳数和复杂度。因此，集群技术已经地解决了核心层“大容

8、量、可扩展"的问题。1．2．2集群模式多样从集群设备外部结构形态上看，路由器集群的结构形态可以分为两框集群、四框集群和多框集群。从实现技术来看，集群内多台设备之间的