基于NP-3的城域网数据转发面实现研究.pdf

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1、论杂越出展丽痞写i嚣毳两一网络与通信”槲橱。肘霸跨发面实现研究受成都61003114广泛应用。结合Ezc}lip公司的NP一3处理器，研究讨仍【j盘懂■加重圈新的要求：高带宽、高可靠性、高Qos、低延时和灵活的扩展性。网络处理器(nctworkproc鹤sor，NP)作为新一代的高性能路由器的核心设备，在数据传输处理方面有许多特别的优势，它不但拥有ASIC处理器的高速高带宽，而且具有非常强的灵活性，同时在流量管理、QoS、oAM等技术也有独特的优势。2．城域网技术概述从横向划分，承载网通常可以分为骨干网、城域网与接入网，城域网位于骨干网与接入网的交汇

2、处，是通信网中最复杂的应用环境，各种业务和各种协议都在此汇聚、分流和迸出骨干网。多种交换技术和业务网络并存的局面是城域网建设所面对的最主要问题。而基于IP，MPLs技术建设多业务综合承载网络已经被全球运营商认同。在城域网络中，骨干层通过出口路由器实现与两张骨干网的连接完成高速的数据转发，并充当IP城域网出口设备。汇聚层作为IP城域网骨干区域向下的延伸，与骨干层构成了核心路由区域，并充当三层MPLSⅥ，N(Muhi．PropocolLabelSwitchingVim吼l蹦vateNetwork)的P设备。汇聚层BAs(宽带接入服务器)和路由器以上运行三

3、层网络，以下视具体的情况运行三层或二层网络。接入层负责用户接入，采用二层网络。3．NP-3网络处理器概述Ezchip公司的NP．3处理器，是一款高灵活性的网络处理器。它提供lOG线速的包处理能力及良好的带宽控制能力。通过编程能实现如二层交换、Q．in．Q、PBT、T．MPLS、Ⅵ，LS、MPLS、m、，4仰v6等多种功能。同时该芯片集成了一个流量控制器，能提供较强的流量管理功能。NP-3的数据处理流图如图l。图lNP．3数据处理流图TOPparse解析和提取各种数据帧的帧头、地址、端口、协议等作为查表的关键字。fi4时也可利用硬件或软件解析报文，过滤

4、非法的畸形报文、攻击报文。TOP∞arch使用TOPpar∞提取出的关键字查找相关的路由表、会话表、策略表、统计计数表等。TOP陀∞lve根据TOP∞arcllI查找表所得的结果进行判断和决策。同时可以通过高学(highle锄ing)更新会话状态信息等。TOPserachⅡ可选，在ToPresoIve完成后，进行比较简单的额外数据表查找。ToPmodi母对报文的内容进行修改并发送到不同的路径上。4．城域网关键技术分析及NP-3平台下的数据转发实现4．1网络结构及关键技术分析典型的城域网由服务商骨干网络(鲫vicep删derbackbo∞鹏柳ork，S

5、P．BN)和多个服务商网络(serviceproviderne咐ork，sP．N)构成，服务商网络之间通过骨干网连接，用户之间则通过服务商网络连接到骨干网，如图2所示，图中SP—BN通过MPLS协议连接，而SP．N通过Qin-Q(ⅢEE802．1ad)协议连接。本文将基于该网络实例进行研究讨论。作者简介：卿金伟，男．湖南邵阳人，硕士，研究方向：嵌入式系统控制与信息技术。一33—图2城域网络基本结构在城域网网络中涉及的三类关键服务：4．1．1点到点二层Ⅵ，N服务(Ⅵ，WS)两个单独的用户站点之间可通过本服务实现二层连接，预先配置好一个统一的服务ID(s

6、eⅣiceD)，建立一条通过SP．N和SP．BN的链路。数据帧只需通过预先配置好的sen，iceID进行转发，如图2中的CliemA与CliemB之间的二层服务。4．1．2点到多点二层Ⅵ，N服务(VPLS)本服务提供了多个站点之间的二层连接，相当于构建了一个虚拟的局域网，数据帧的转发基于卿viceID和报文的目的MAC地址(destinati∞MACaddress，DA)，如图2中的Cli朗tA、ClicntB、ClientC之间的二层服务。4．1．3点到多点路由服务(L3vPN)本服务提供了多个站点之间的三层连接，同时也能够实现本城域网络与外网的连

7、接。在各个用户站点看来，SP．N就是一个虚拟的私有IP网络。数据帧的转发基于seⅣiceID和目的IP地址(destinationIPaddress，D口)，如图2中的CliemA、ClientB、CliemC之间的三层服务4．1．4NP．3硬件支持NP．3的TOPDarse模块能实现硬件快速分析和提取数据报文对应OSI七层网络模型的关键字段，包括MAC地址信息，Ⅵ。AN标记，以太帧类型，mLS标签，IP地址，端口，HTTP，UrL等等。在本设计中，重点是对含有多个vLAN标记和MPLS标签的复杂城域网服务的快速处理，NP．3能实现至少4级标签栈的解

8、析，对跨越多重网络结构的复杂服务有强大的支持能力。NP．3处理器上的关键数据转发处理流程分析NP．3处理器的