基于网络处理器的负载均衡技术研究

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1、密级：独创性(或创新性)声明本人声明所呈交的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。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学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本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：—弓毯—莠垂牛日期：—-纠旦L互』旦一关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有

2、关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校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，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。本人签名：盐塑生日期：导师签名：—刍Ij￡』n同期：山IO．易．1v∞lo．弓．

3、Ⅳ^一、f‘)t基于网络处理器的负载均衡技术研究摘要网络处理器对数据解析时

4、间上的优越性，使得其在处理图像、语音等大流量、高速率的复杂性数据上具有一定优势。在传统意义上的基于网络处理器的负载均衡研究的基础上，发现对于大流量、高带宽的数据处理，网络处理器并不能更好地发挥其数据处理上的优势，数据拥塞和后端服务器的负载能力成为了传统负载均衡流量上未能达到最佳状况的主要因素。传统意义上基于网络处理器的负载均衡技术算法，包括轮询调度算法、无调度动态算法、哈希表控制算法等，此类算法在实现上几乎都只是基于单一查询模块，或者微引擎的并行查表技术，从而导致不能很有效的处理高速数据。正因如此，为

5、了充分发挥网络处理器的数据处理能力，实现对大流量、高带宽的高速数据动态负载均衡。本文设计提出，并实现了一种新的基于网络处理器的负载均衡技术。具体来说，通过对查询模块TCAM重新划分使用，微引擎中存储模块CAM、DRAM的辅助存储查询，提出基于CAM的二次查询策略和基于DRAM的备份查询策略，统称多模块管理查询策略。该策略在实现过程中，在保证数据处理能力的基础上，缩短查询匹配时间，尽快返回查询结果，提高整体数据处理效率，并通过设置计数器，实现对数据流的动态负载均衡。多模块管理查询策略，在保证任务完整性、

6、以及后端服务器自身负载能力的基础上，充分发挥了网络处理器在数据处理时间上的高效性，并且对类似于目的IP集中，产生数据包较多，数据包内容较大的语音数据流均衡性能有明显提升。本文在对多模块管理查询策略主要算法描述介绍的基础上，选取一实例对策略进行说明分析，并且在最后给出了优缺点说明，以及下一步关于基于网络处理器的负载均衡技术的展望工作。关键词：网络处理器、负载均衡、TCAM、CAM、DRAM2^jAPROJECTONLOADBALANCEBASEDONNETWORKPROCESSORABSTRACTOnb

7、aseoftraditionalloadbalanceresearchbasedonNetworkProcessor,theNPcannotbringitsadvantageonthedataprocessinginthehugeandhighflows．Datacongestionandthelimitedservers’loadaretheprimaryfactorstomaketheloadbalancenotreachtheoptimalvalues．So．thispaperdesigneda

8、ndachievedasolutionoflpadbalancebasedonnetworkprocessor．Detailtosay，byre-devisingandusingthesearchingmoduleTCAM，andtheassistantstorageofCAMandDRAMinthenetworkprocessor，itputforwardthetwice．searchbasedonCAM，andbacked．searchbasedonDRAM．thesetwoarecalledmu

9、lti—modulemanagementsearchstrategyintogether．Bythisstrategy,itmayreducethesearchingtime，improvetheefficiencyofentiredataprocessing．Also，byaddingcounters．itactualizedthedynamicbalanceofdatastream．Andbythemulti—modulemanagementsear