bgp协议收敛性的研究和硬件加速设计

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1、摘要边界网关协议(BoNerGatewayProtocol，BGP)是用来连接IIltemet上独立系统的路由选择协议，是现行htemet的实施标准。BGP协议的收敛过程是其处理性能的瓶颈所在，研究BGP协议的收敛性，寻找提高协议收敛性的加速方法，对提高BGP协议的性能有重要意义。本文针对BGP协议收敛性问题，深入研究了解决BGP协议收敛性问题的抑制路由抖动方法，从图论模型上分析了解决路由抖动的简单路径向量协议(SimplePathVectorProtocol，SPVP)算法，并在此基础上提出了一种适合于FPG

2、A硬件加速的BGP路由抖动消除(BGPRouteFlappmgElimination，BRFE)算法，该算法具有判断BGP协议路由收敛性，防止BGP路由抖动的能力。同时，提高软件性能的重要途径就是硬件化，因此本文在FPGA上对该收敛算法进行了硬件加速，设计了算法在FPGA上的实现结构和数据存储结构，完成了BRFE算法在FPGA上的模块划分和功能定义，采用有限状态机实现了各个模块，完成最佳路由选择、历史路径表及索引表计算、路由判环路的功能，从而完成对BGP协议收敛性的判定。算法在FPGA上功能仿真的结果验证了该算

3、法的正确性，同时验证了基于FPGA的BRFE算法判断BGP协议路由收敛的有效性和高效性。关键词：BGP协议收敛性BRFEFPGA2BGP协议收敛性研究与硬件加速设计Abstract3BGP,aprotocoltoconnectautonomoussystem，isacurrentstandardofrouteselectioninInternet．SincethebottleneckofBGPperformanceistheprocessingconvergence，itisofgreatsignificanc

4、etoresearchontheconvergenceofBGPandfmdanacceleratedmethodforconvergence．InordertosolvetheproblemofBGPconvergence，thispaperresearchesthemethodsofrestrainingrouteflappingandanalysesSPVP(SimplePathVectorProtoc01)algorithmingraphtheorymodel．Basedonthis，BRFE(BoPR

5、outeFlappingElimination)algorithmisproposed,whichhastheabilityofjudgingBGPconvergenceandavoidingBGProuteflapping．ThisalgorithmissuitableforimplementationbyFPGA．Atthesametime，amajorwaytoimprovesoftwareperformanceishardwarerealization．ThispaperacceleratesthisB

6、RFEconvergentalgorithmandpresentsthehardwarearchitecturewhichisimplementedbyFPGA．Thecomplexsystemisdividedintoseveralsub·modules．Thefunctionofeverysub-moduleisdesigned．Thesesub—modulesarerealizedbyFiniteStateMachine．Thesesall-modulesrealizethreefunctionsofch

7、oosingbestroutes，calculatingroutingtableandroutingindextableandjudgingroutecycles．Consequently,thejudgeofBGPconvergenceisachieved．ThecorrectnessofBRFEalgorithmisverifiedbytheresultsofsimulationinFPGA．Thehi曲efficiencyofthisalgorithmbasedonFPGAisalsoconfirmedb

8、yit．Keyword：BGPconvergenceBRFEFPGA4BGP协议收敛性研究与硬件加速设计第一章绪论1．1BGP协议收敛性问题边界网关协议(BorderGatewayProtocol，BGP)【1】是一种自治系统(AutonomousSystem，AS)间的路由信息交互协议，基本功能是在AS之间自动交换网络可达性信息。与开放式最短路径优先协议(OpenShorteStPa