可编程路由器中控制平面的设计与实现

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1、分类号TP393．4重庆邮电大学硕士学位论文论文题目互绫壅整鱼墨主揎剑垩亟丝主盟鱼塞理英文mEDesignandImplementationofProgrammable．．RouterControlPlane论文提交日期至Q!兰生鱼旦论文答辩日期至Q!兰生量旦年月日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重迭由g电太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对

2、本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：产斌签字日期：乞pf)年6月fEt学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重麽由＆电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庞查＆电太堂可以将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、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：向武签字日期：2口fjl年6月厂日·P导师签名：树z签字日期：劲易年b月

3、厂日摘要互联网经过了四十多年的高速发展，现有的网络体系结构在动态扩展性、安全可控性以及路由管理等方面都存在需要解决的难题。未来互联网研究通过对新型网络体系结构、新协议、算法以及实现技术等进行大量的理论分析和实验测试，旨在从根本上解决目前互联网所面临的挑战。随着未来互联网研究的深入开展，传统的路由器网络设备很难满足相关实验的研究要求，因此，设计出灵活高效的可编程路由器是构建未来互联网实验研究的基础。本文提出了基于NetFPGA的可编程虚拟路由器系统架构，结合NetFPGA硬件开发板的数据转发优势和软件路由引擎的灵活可编程性，并利

4、用虚拟化技术OpenVZ实现路由器的虚拟隔离性，在数据包路由转发、虚拟化映射与调度、路由器的可编程性研究等方面为未来互联网研究提供了实验测试功能。系统架构设计分为数据平面、控制平面和管理平面三个平面，本文主要完成系统控制平面的设计与实现工作，主要包括以下内容：1．通过对当前的可编程路由器系统对比分析，结合本系统实验开发需求，设计提出了基于NetFPGA的可编程虚拟路由器的系统架构。2．按照系统分平面设计思想和控制平面子系统的需求目标，在主机虚拟实现了多个虚拟路由器，以满足多用户实验研究需求；通过通信控制模块建立并维护虚拟映射表

5、，保证数据包准确传送到对应虚拟机路由器；虚拟机中调度收发模块和路由器模块组件实现数据包的路由调度、路由计算及路由表项的更新，实现可编程路由器的控制平面的基本功能。3．结合系统模块设计特点，总结路由模块组件的功能命令和模块线程的管理，给出模块功能命令的添加和新建模块同路由模块组件的通信交互方法，实现路由器模块的可编程性和协议，算法管理测试可控性。4．给出系统的测试方案，并对系统功能和性能进行了测试，验证了系统的可靠性。本文设计并实现了可编程虚拟路由器中控制平面的基本功能，系统支持现有互联网向未来互联网的演进式部署和实施，可以更好

6、的为未来互联网的实验研究提供便利。关键词：可编程路由器，控制平面，模块化，虚拟化重庆邮电大学硕士论文AbstractAbs仃actAfterfortyyearsofrapiddevelopment，traditionalIntemetnetworkarchitectureneedtosolvetheproblemexistingindynamicscalability,securitycontrollabilityandroutingmanagement．FutureIntemetResearchbyextensivetheo

7、reticalanalysisandexperimentaltestingnewnetworkarchitecture，protocols，algorithmsandimplementationtechniques，aimingatafundamentalsolutiontothechallengesfacedbytheInternet．WiththedepthoffutureIntemetresearch，thetraditionalrouternetworkequipmentcan'tberelevantexperimen

8、talresearchrequirements，therefore，designingaflexibleandefficientprogram．mablerouteriStobuildthebasisofexperimentalstudyforFutureIntemet．In