策略路由在高端网络交换机和路由器上的实现

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1、第1章绪论1．1背景介绍随着Internet应用的迅猛发展，网络使用人群正以空前的规模急剧膨胀。网络时代的到来，为人们的生活提供了无限的便利，但同时也对网络的带宽、安全性、服务类型等方面提出了更高的要求。与最初的网络应用相比，目前网络支持的业务类型也由传统的数据业务转变为个人多媒体业务、企业金融业务，政府办公应用等多种业务。1．2研究目的及意义为了适应网络发展的需求，网络服务供应商ISP(InternetServiceProvider)必须努力提高网络以下两方面性能：(一)不断提升Internet骨干网络的速

2、度；(二)筹划新的有差别的服务。前者由于光纤技术和高密度分波多工技术(DenseWavelengthDivisionMultiplexing，DWDM)的发展，使得链路的速率已经不再成为瓶颈。而后者的实现，主要是依靠网络中的物理节点一一路由器——来实现。路由器的基本功能主要是路由及转发。路由是指通过抽取数据报文的头信息，判断到达目的地的最佳路径，由路由选择算法来实现。转发则是沿着路由选择确定的最佳路径进行报文的发送。传统的路由器采用“尽力而为”的方式，不区分的对待所有的数据报文，所以无法满足网络发展及ISP的

3、需求。而策略路由技术则是在传统路由器基本功能上的拓展，它通过用户指定的规则，采取不同的处理方式对报文进行转发。策略的路由为网络管理者提供了比传统路由协议对报文的转发和存储更强的控制能力。基于策略的路由比传统路由控制能力更强，使用更灵活，它使网络管理者不仅能够根据目的地址，而且能够根据协议类型、报文大小、应用、IP源地址或者其它的策略来选择转发路径。策略可以根据实际应用的需要进行定义来控制多个路由器之间的负载均衡、单一链路上报文转发的QoS或者满足某种特定需求。1．3国内外应用现状随着各ISP之间越来越激烈，运

4、营商需要一种能够区别对待本地(本运营商网络)用户和外地(其他运营商)用户的方法，以争取更多的用户，并打击竞争对手。那么，如何优化本地内部通信，同时限制外地用户访问，就成了一个现实的网络需求。这个由ISP竞争导致的网络需求，就是策略路由产生的最初动力。策略路由(Policy—Based—Routing，简称PBR)的概念最初是由著名的思科公司(CISCO)，为了满足中国ISP对于运营竞争的要求而提出的一个临时设想。策略路由投入实际应用之后，ClSCO发现其作用远远不止构筑竞争壁垒这么简单，所以最终策略路由就作为

5、～种重要的“可调配差别服务机制”而保存下来。从诞生开始策略路由已经发展到了第三代：东南人学硕上学位论文第一代公网策略路由：在公网上实现策略路由，主要用于提升主干网节点的差别服务能力。第二代虚拟专用网策略路由：在虚拟专用网和公网功能实现策略路由，可以实现vpn内部的报文转发差别服务。目前逐渐在形成的三代策略路由还没有标准，包括跨VRF策略路由、策略路由负荷分担、以及策略路由双向转发检测BFD(BidirectionalForwardingDetection)等。1．4论文主要工作为了满足ISP对于路由器策略路由

6、功能的需求，本文以ZTEZXRIO系列高端路由器为硬件环境，以第二代策略路由为目标，设计并实现策略路由的配置管理，以及向报文转发模块提供策略路由接口。基于策略路由的思想，本文对于策略路由的内存分配、规则匹配、转发查询、信息同步等方面，提供具体详细的实现方式和函数流程。本文的目的在于，确立一个基于现有网络设备系统的策略路由架构，使其在确保第二代策略路由技术功能性和稳定性的前提下，为今后将更多的子功能融入策略路由，提供一个易于二次开发的基础平台。并在此基础上，尝试提供部分第三代策略路由的功能。在功能实现后，最终将

7、通过系统的方式升级应用于电信网络。2第2章路由器体系架构2．1分布式路由器综述目前的路由器按功能分主要可以分为MP、RP、NP三大处理单元，其中MP主要完成命令解释、网管等功能，RP主要实现路由协议的计算及组织，NP完成报文收发以及驱动的接口、实现部分二层协议等。对于集中式系统来说，MP、RP、NP在一个CPU上实现。主要用于低端设备。对于一些中端设备，为了提高整机的性能，需要再增加一个CPU，为了不增加软件复杂度，由主CPU主要完成MP、RP功能，而将NP的功能交给从CPU完成，从CPU主要实现了主CPU项

8、目驱动的代理功能。分布式系统主要应用于高端路由器，由于其三层路由功能要求比较高，所以将RP、MP、NP放到各自独立的CPt3上。一般情况下，NP放到一个CPU上就可以了，但有的时候为了提高NP的处理能力，还会将报文接收和发送放到不同的CPU上来处理。这时，NP会就区分为主NP和从NP，主NP主要用于接收报文和路由查找功能，从NP主要用于发送报文，实现二层信息查找功能，比如ARP表和ND表查找等。分布