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MPLS系统的数据转发研究实现

作　者: 郭星廷
导　师: 徐洁
学　校: 电子科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: MPLS Data Farwarding Fault Recovery TE LDP multicast
分类号: TN915
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 112次
引　用: 1次
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内容摘要

Internet在近些年中以惊人的速度增长,网络的应用范围也越来越广,人们已不满足目前IP网络所提供的E-Mail、上网等服务,还希望能够得到诸如宽带、多媒体、QoS等多种业务,这对Internet服务提供商(ISP)提出了新的挑战。九十年代,ATM曾经是被普遍看好的能够提供多种业务的交换技术,但是由于实际的网络中人们越来越普遍的采用IP技术,纯ATM网络已经不可能,现有ATM的使用一般也都支持IP业务。因此人们就希望IP也能提供ATM一样多种类型的服务。MPLS(Multiprotocol Label Switch,多协议标签交换)就是在这种背景下产生的一种技术,而且越来越被运营商看好,成为在IP网络运营商提供增值业务的手段。MPLS是“多协议标记交换”(Multiprotocol Label Switching)的缩写。它是一种根据“带路由信息”的标记进行分组交换的新型网络通信技术,结合了交换技术和路由技术的诸多特点。MPLS 将ATM中的流量工程引入了分组交换网中,而且它并不被限定在某一种二层协议上,能够运行在多种传输媒介上(ATM,帧中继,以太网),具有很强的适应性。从总体上看,MPLS系统可以被分为两个基本部分:控制单元和转发单元。控制单元负责标记的分配、路由的选择、标记转发表的建立、标记交换路径的建立、拆除等工作。而转发单元则将依据标记转发表对收到的标记分组进行转发。在本文中,我们将对这两个部分,根据设计实现的功能进行详细而深入的探讨。首先,我们对MPLS的基本协议,体系结构做了回顾。然后,设计并实现了一个基本完整的MPLS协议栈,它支持几乎所有的MPLS功能(如LDP,标记交换,LSP的建立等)。接着,我们在这个MPLS协议栈的基础上,实现了路径选择,数据转发(单播,组播和广播)以及错误恢复等安全策略。为了验证我们协议栈的性能,在文章第6章,我们做了大量实验,试验证明我们设计并实现的协议栈在功能和性能上都是十分优秀的。

全文目录

摘要  4-5
Abtract  5-6
目录  6-9
第一章引言  9-12
  1.1 研究背景和意义  9-10
  1.2 作者的主要工作  10
  1.3 本文使用的术语  10-12
第二章交换与路由  12-18
  2.1 交换技术  12-15
    2.1.1 电路交换  12
    2.1.2 报文交换  12-13
    2.1.3 分组交换  13
    2.1.4 异步传输模式(ATM)  13-15
  2.2 路由技术  15-16
  2.3 IP交换  16-18
第三章 MPLS协议及其实现机制  18-24
  3.1 基本原理  18-19
  3.2 重要概念  19-22
    3.2.1 转发等价类FEC  19-20
    3.2.2 标记分发协议(Label Distribution Protocol---LDP)  20-21
    3.2.3 标记交换路径(Label Switched Path---LSP)  21
    3.2.4 标记交换(Label Swap)  21-22
    3.2.5 多协议(Multi－protocol)  22
  3.3 MPLS的基本工作过程  22-24
第四章 MPLS系统的整体设计  24-33
  4.1 系统设计概述  24-25
  4.2 结构描述  25-27
  4.3 功能描述  27-33
    4.3.1 标签管理(Label Manager)  27
    4.3.2 MPLS 数据库(MPLS Database)  27
    4.3.3 输入/输出队列(Input/Output Queue)  27
    4.3.4 数据链路层分类器(Data Link Classifier)  27-28
    4.3.5 MPLS－数据链路层接口(MPLS-Data link Interface)  28
    4.3.6 MPLS 数据转发器(MPLS Forwarder )  28-30
    4.3.7 MPLS-IP接口(MPLS-IP Interface)  30
    4.3.8 MPLS-LDP接口(MPLS-LDP Interface)  30-31
    4.3.9 IFMAN (InterFace MANagement) Interface  31
    4.3.10 MPLS-TE OSPF接口(MPLS-TE OSPF Interface)  31
    4.3.11 路径管理(Path Manager)  31-32
    4.3.12 CSPF  32
    4.3.13 SNMP Interface (Next Stage)  32
    4.3.14 CLI接口(CLI Interface)  32-33
第五章 MPLS实现技术基础  33-36
  5.1 系统平台简介  33
  5.2 系统平台  33-34
    5.2.1 VxWorks系统功能  33-34
    5.2.2 VxWORKS板支持包(BSP)  34
  5.3 VxWorks内核介绍  34-36
    5.3.1 任务机制介绍  35-36
第六章 MPLS协议转发单元  36-65
  6.1 引言  36
  6.2 基本功能设计  36-40
    6.2.1 分类器和转发器的功能  36
    6.2.2 分类器和转发器的块图(Diagram of Classifier and Forwarder)  36-38
    6.2.3 分类器的流程图  38
    6.2.4 分类器的接口  38-39
    6.2.5 分类器的流程图  39-40
    6.2.6 倒数第二跳弹出(Penultimate Hop Popping)  40
  6.3 LSP 建立  40-42
  6.4 单播分组转发  42
  6.5 带服务类型的单播分组转发  42
  6.6 组播分组转发  42-44
  6.7 转发错误恢复  44-59
    6.7.1 链路保护简介  44-49
      6.7.1.1 潜在的资源故障  44-45
      6.7.1.2 修复故障的目的  45
      6.7.1.3 检测故障  45-47
      6.7.1.4 克服故障的基本办法  47-48
      6.7.1.5 被保护的链路资源  48-49
    6.7.2 新型错误恢复算法  49
    6.7.3 基于分段共享的预测式错误恢复机制(PSSRM)  49-56
      6.7.3.1 PSSRM的路径建立  50-52
      6.7.3.2 PSSRM的错误发现与定位  52-53
      6.7.3.3 PSSRM的错误通告  53
      6.7.3.4 PSSRM的错误恢复机制  53-56
    6.7.4 PSSRM的评估  56-58
      6.7.4.1 资源利用率评估  57-58
      6.7.4.2 错误恢复速度和恢复率评估  58
    6.7.5 错误恢复总结  58-59
  6.8 MPLS VPN中的数据转发  59-65
    6.8.1 MPLS VPN简介  59
    6.8.2 传统VPN存在的问题  59
    6.8.3 MPLS VPN  59-61
    6.8.4 基于MPLS的第二层VPN解决方案  61-65
      6.8.4.1 第二层帧的封装  61-62
      6.8.4.2 封装后的帧在MPLS骨干网中的传输  62-64
      6.8.4.3 MPLS VPN的实现  64-65
结束语  65-66
参考文献  66-69
致谢  69-70
个人简历  70

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