● 摘要
由于园区网多出口的网络环境，单靠普通的目的地址路由无法满足园区网管理的要求，需要采用策略路由技术，根据园区网各自情况制定的策略，选择不同的网络出口。目前，由于网络带宽需求的增长，对位于各网络节点设备的性能提出更高需求。如何更加高效的接收、处理、转发报文，成为网络研究的主要问题。 论文研究并总结了目前策略路由在Linux中实现的原理、以及基于策略的网络管理的现状和网络处理器的发展，分析了基于网络处理器的策略路由网关的关键技术。通过PPL策略描述语言描述了本文的策略，根据基于策略的网络管理系统结构，建立了策略管理框架模型和基于规则的路由转发模型。 在此基础上，设计并实现了基于Intel IXP2400网络处理器的基于源地址的策略路由网关系统原型：1) 策略路由网关在网络处理器上可以分为两个层：控制层与数据层。控制层在Intel XScale处理器上实现，属于控制平面，实现策略决策点的功能。数据层在网络处理器中的8个微引擎上实现，属于数据平面，执行策略执行点的功能。2) 在策略路由网关控制层的策略模块中，利用分层思想，分别实现策略配置的命令接口，逻辑控制单元以及数据层数据表的操作接口。同时在逻辑控制单元，实现策略冲突检测、策略规则映射、Trie Block池结构，用于增强策略和规则的管理。3) 在策略路由数据层的报文处理模块中，从规则表和动作表的数据结构、规则表的查找算法两个方面实现了基于源地址转发功能。同时，利用基于网络处理器内部特殊的存储器，设计用于缓存规则表内容的加速Cache，用于提高规则表的查找速度。 之后，论文利用园区网出口报文数据，计算加速Cache的性能，并且通过模拟环境，验证系统性能。然后利用网络测试设备Smartbits，测试系统的吞吐率、时延、丢包率、背靠背参数，并与通用处理器吞吐率相比较，验证网络处理器的性能优势。最后，在总结工作的基础上，提出了对未来工作的建议。