高性能路由器

　　內(nèi)容簡介目錄內(nèi)容提要本書系統(tǒng)介紹高性能路由器的體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)、高性能路由器的應(yīng)用與組網(wǎng)，揭示路由器結(jié)構(gòu)演化規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)，深入探討高性能路由器設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù)。本書從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和技術(shù)體制四個(gè)方面論述高性能路由器，不但涉及高速交換技術(shù)、高速接口技術(shù)、高性能轉(zhuǎn)發(fā)引擎（路由查找、報(bào)文分類、報(bào)文調(diào)度、擁塞管理等）、路由協(xié)議等最新研究成果，而且有機(jī)融合多播、MPLS、IPv6、核心網(wǎng)絡(luò)安全等新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。本書內(nèi)容新穎，系統(tǒng)性強(qiáng)，涉及面廣，對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和路由器感興趣的讀者都能從中獲取有價(jià)值的信息。初學(xué)者可以掌握路由器和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)與最新進(jìn)展，有基礎(chǔ)的讀者能夠把握實(shí)現(xiàn)高性能路由器的技術(shù)途徑和權(quán)衡技巧。本書可供通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)人員閱讀，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生學(xué)習(xí)參考。 第1章路由器基礎(chǔ)　11.1路由器的概念　11.2路由器基本結(jié)構(gòu)與功能　11.3路由器的分類　21.4分組處理流程　31.5路由器體系結(jié)構(gòu)的演化　41.5.1基于CPU轉(zhuǎn)發(fā)的總線型路由器　41.5.2基于Cache轉(zhuǎn)發(fā)的總線型路由器　41.5.3基于交叉開關(guān)的交換型路由器　51.5.4高擴(kuò)展交換網(wǎng)絡(luò)路由器　61.6路由器評(píng)價(jià)指標(biāo)　71.6.1路由器配置與功能指標(biāo)　71.6.2路由器性能指標(biāo)　11第2章高性能路由器概述　142.1高性能路由器的興起與發(fā)展　142.1.1高性能路由器的基本特征　142.1.2網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商對(duì)路由器的要求　152.1.3高性能路由器產(chǎn)品演化歷程　152.1.4高性能路由器發(fā)展的應(yīng)用需求　162.1.5高性能路由器使能技術(shù)　182.2高性能路由器的組成　192.2.1高性能路由器的基本組成　192.2.2高性能路由器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)　202.2.3高性能路由器軟件系統(tǒng)　222.2.4高性能路由器信息流模型　232.3高性能路由器新型體系結(jié)構(gòu)　252.3.1Cisco CRS結(jié)構(gòu)　262.3.2ForCES結(jié)構(gòu)　262.3.3虛擬路由器（virtual router）　282.4高性能路由器的擴(kuò)展性設(shè)計(jì)　302.4.1高性能路由器實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展性　302.4.2高性能路由器QoS支持的擴(kuò)展性　332.4.3高性能路由器多播支持的擴(kuò)展性　352.4.4并行技術(shù)的應(yīng)用　362.5高性能路由器可靠性設(shè)計(jì)　372.5.1路由器的可靠性要求　372.5.2優(yōu)雅重啟和無中斷轉(zhuǎn)發(fā)　382.5.3硬件系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)　392.5.4軟件系統(tǒng)的可靠性　392.5.5在線升級(jí)能力　392.5.6對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的支持　402.6高性能路由器服務(wù)的靈活性　402.6.1服務(wù)分離　402.6.2高性能的服務(wù)　402.6.3控制平面的調(diào)節(jié)能力　402.6.4接口的靈活性　412.6.5轉(zhuǎn)發(fā)引擎的靈活性　412.6.6服務(wù)意識(shí)和QoS支持　412.7高性能路由器的測(cè)試　422.7.1高性能路由器的評(píng)估測(cè)試　422.7.2測(cè)試規(guī)范　442.7.3測(cè)試內(nèi)容　44第3章高速交換技術(shù)　463.1基本交換結(jié)構(gòu)　463.1.1基本交換結(jié)構(gòu)　463.1.2共享存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)　463.1.3Crossbar交換結(jié)構(gòu)　473.2Crossbar工作模式與調(diào)度算法　483.2.1Crossbar交換開關(guān)的分類　483.2.2Crossbar交換開關(guān)的構(gòu)造　523.2.3Crossbar的調(diào)度　533.2.4單播調(diào)度算法　543.2.5多播調(diào)度算法　563.2.6支持服務(wù)質(zhì)量的調(diào)度算法　593.2.7交換背板的設(shè)計(jì)　613.3高可擴(kuò)展交換結(jié)構(gòu)　613.3.1Crossbar的局限性　613.3.2多級(jí)交換結(jié)構(gòu)　623.3.3動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)　623.3.4靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)　673.3.5并行分組交換體系結(jié)構(gòu)　683.4路由器交換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　693.4.1交換結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)　693.4.2構(gòu)造大型路由器交換結(jié)構(gòu)　703.4.3容錯(cuò)與可靠性　703.4.4多播的支持　703.4.5緩沖區(qū)管理和QoS　713.4.6定長和變長報(bào)文　713.4.7報(bào)文延時(shí)控制　713.4.8大容量交換芯片的實(shí)現(xiàn)　733.4.9波長交換和IP路由的綜合　73第4章高速接口技術(shù)　744.1高性能路由器典型的高速接口　744.2高速以太網(wǎng)接口　744.2.110吉比特以太網(wǎng)接口　744.2.210吉比特以太網(wǎng)的應(yīng)用　754.2.3高速以太網(wǎng)的可靠性和RPR協(xié)議　764.3高速POS接口　774.440Gbit/s接口　794.4.140Gbit/s路由器接口技術(shù)的發(fā)展動(dòng)力　794.4.240Gbit/s關(guān)鍵技術(shù)問題　794.4.340Gbit/s線路接口解決方案　794.5鏈路聚合　804.6VSR接口　814.6.1VSR接口應(yīng)用　824.6.2VSR接口構(gòu)造　834.7高速接口的測(cè)試　83第5章高性能轉(zhuǎn)發(fā)引擎　845.1轉(zhuǎn)發(fā)引擎的功能與結(jié)構(gòu)　845.1.1多協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)功能　845.1.2服務(wù)質(zhì)量控制　855.1.3安全策略控制　875.1.4轉(zhuǎn)發(fā)引擎的結(jié)構(gòu)　875.2轉(zhuǎn)發(fā)引擎流量管理系統(tǒng)　875.2.1流量管理系統(tǒng)的組成　875.2.2報(bào)文分類　895.2.3流量測(cè)量　895.2.4流量監(jiān)管　905.2.5流量整形　915.2.6報(bào)文調(diào)度　915.2.7緩沖區(qū)管理　935.3路由表查找　945.3.1最長前綴匹配　945.3.2IP路由查找面臨的挑戰(zhàn)　955.3.3高性能路由器的路由表查找　965.3.4基于鍵樹的算法　965.3.5硬件解決方案　985.3.6PATRICIA算法示例　985.3.7硬件直接查表算法示例　1015.3.8TCAM算法示例　1035.4報(bào)文分類　1045.4.1報(bào)文分類技術(shù)　1045.4.2報(bào)文分類面臨的挑戰(zhàn)　1055.4.3典型的分類算法　1065.5排隊(duì)與調(diào)度　1115.5.1排隊(duì)　1115.5.2RED算法　1125.5.3報(bào)文調(diào)度　1165.5.4基本調(diào)度算法　1185.6高速轉(zhuǎn)發(fā)引擎的實(shí)現(xiàn)　1235.6.1轉(zhuǎn)發(fā)平臺(tái)發(fā)展階段　1235.6.2高速大容量報(bào)文緩沖技術(shù)　1245.7Cisco快速轉(zhuǎn)發(fā)（CEF）　125第6章網(wǎng)絡(luò)處理器的應(yīng)用　1286.1網(wǎng)絡(luò)處理器的概念　1286.2網(wǎng)絡(luò)處理器的特色　1296.2.1處理速度　1296.2.2編程能力　1306.2.3多協(xié)議和業(yè)務(wù)擴(kuò)展的支持　1306.2.4可靠性和靈活性　1316.2.5推動(dòng)基于深度報(bào)文處理的業(yè)務(wù)發(fā)展　1316.2.6易于管理　1316.2.7網(wǎng)絡(luò)處理器的技術(shù)優(yōu)勢(shì)　1316.3網(wǎng)絡(luò)處理器在高性能路由器中的應(yīng)用　1326.3.1網(wǎng)絡(luò)處理器的應(yīng)用　1326.3.2網(wǎng)絡(luò)處理器在高性能路由器中的應(yīng)用　1336.4網(wǎng)絡(luò)處理器的接口標(biāo)準(zhǔn)　1346.5網(wǎng)絡(luò)處理器的結(jié)構(gòu)與功能　1356.5.1基本結(jié)構(gòu)　1356.5.2多協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)功能　1366.5.3樹搜索引擎　1426.5.4線程調(diào)度　1456.5.5流量控制功能　1456.5.6QoS支持　1486.6網(wǎng)絡(luò)處理器的工作方式　1516.6.1多處理器體系結(jié)構(gòu)　1516.6.2協(xié)處理器　1516.6.3多處理方式　1516.6.4PE的配置　1526.6.5網(wǎng)絡(luò)處理器的編程和應(yīng)用開發(fā)　1536.7網(wǎng)絡(luò)處理器發(fā)展　1546.7.1主要產(chǎn)品　1546.7.2典型的網(wǎng)絡(luò)處理器產(chǎn)品　1546.7.3網(wǎng)絡(luò)處理器產(chǎn)品的評(píng)價(jià)　1556.7.4網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)　155第7章高性能路由器軟件系統(tǒng)　1577.1路由器軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的演化　1577.1.1傳統(tǒng)路由器軟件結(jié)構(gòu)的局限性　1577.1.2高性能路由器軟件系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)　1587.2高性能路由器軟件系統(tǒng)的功能與組成　1587.2.1軟件組成　1587.2.2操作系統(tǒng)　1607.2.3路由協(xié)議和信令　1627.2.4用戶界面　1627.3Cisco IOS軟件系統(tǒng)　1647.3.1IOS概述　1647.3.2IOS結(jié)構(gòu)　1647.3.3IOS XR　1657.4高性能路由器軟件系統(tǒng)的性能設(shè)計(jì)　1667.4.1路由系統(tǒng)擴(kuò)展性　1667.4.2軟件系統(tǒng)性能設(shè)計(jì)　1677.5高性能路由器軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)　1697.5.1實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)可靠性的基本途徑　1697.5.2穩(wěn)定性設(shè)計(jì)　1697.5.3軟件系統(tǒng)可靠性結(jié)構(gòu)　1707.6軟件系統(tǒng)的測(cè)試　1727.6.1IP協(xié)議棧的測(cè)試　1727.6.2PPP協(xié)議測(cè)試　1737.6.3網(wǎng)管功能測(cè)試　173第8章路由協(xié)議在高性能路由器中的實(shí)現(xiàn)　1758.1路由表和路由協(xié)議　1758.1.1路由模式　1758.1.2IP路由表　1768.1.3路由數(shù)據(jù)庫　1778.1.4路由的再發(fā)布　1798.1.5主要路由協(xié)議的功能　1798.2路由系統(tǒng)的擴(kuò)展性　1808.2.1路由擴(kuò)展性問題　1818.2.2IGP的擴(kuò)展性　1828.2.3BGP的擴(kuò)展性　1838.2.4提高路由系統(tǒng)擴(kuò)展性的若干途徑　1858.2.5路由策略配置對(duì)擴(kuò)展性的影響　1868.2.6路由系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展性　1868.3路由系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)　1868.3.1路由系統(tǒng)的功能和實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)　1868.3.2RIP路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)　1878.3.3OSPF路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)　1878.3.4BGP路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)　1888.3.5路由再發(fā)布的實(shí)現(xiàn)　1918.3.6轉(zhuǎn)發(fā)表的結(jié)構(gòu)與操作　1928.3.7轉(zhuǎn)發(fā)表的原子更新　1948.4路由策略及其實(shí)施　1958.4.1策略描述語言　1958.4.2BGP路由策略　1958.5路由系統(tǒng)的測(cè)試　1988.5.1一致性測(cè)試　1988.5.2性能測(cè)試　200第9章高性能路由器中多播功能的實(shí)現(xiàn)　2019.1典型多播協(xié)議　2019.1.1多播技術(shù)　2019.1.2IGMP協(xié)議　2029.1.3PIM協(xié)議　2039.1.4域間多播路由協(xié)議　2099.1.5多播傳輸協(xié)議　2149.2多播協(xié)議的實(shí)現(xiàn)　2149.2.1高性能路由器多播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　2149.2.2PIM協(xié)議的實(shí)現(xiàn)　2159.3網(wǎng)絡(luò)處理器多播轉(zhuǎn)發(fā)功能　2169.3.1網(wǎng)絡(luò)處理器多播轉(zhuǎn)發(fā)表的結(jié)構(gòu)　2169.3.2網(wǎng)絡(luò)處理器多播轉(zhuǎn)發(fā)過程　2179.3.3網(wǎng)絡(luò)處理器多播轉(zhuǎn)發(fā)的控制　2179.4多播系統(tǒng)的測(cè)試　2189.4.1PIM一致性和互操作性測(cè)試內(nèi)容　2199.4.2PIM測(cè)試示例　2199.4.3多播路由系統(tǒng)的性能測(cè)試　220第10章MPLS在高性能路由器中的實(shí)現(xiàn)　22110.1MPLS原理和技術(shù)特色　22110.1.1多協(xié)議標(biāo)記交換　22110.1.2MPLS技術(shù)特色　22210.1.3MPLS網(wǎng)絡(luò)　22310.2高性能路由器MPLS實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)　22410.2.1MPLS標(biāo)記交換　22410.2.2MPLS標(biāo)記綁定　22510.3MPLS主要功能的實(shí)現(xiàn)　22510.3.1標(biāo)記交換路由器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能　22610.3.2MPLS信令　22810.3.3MPLS QoS支持　22910.3.4MPLS 流量工程　22910.3.5MPLS VPN　23010.4MPLS的使用和測(cè)試　23510.4.1配置MPLS流量工程隧道　23510.4.2MPLS一致性測(cè)試　23610.4.3MPLS能力測(cè)試　237第11章高性能路由器對(duì)IPv6的支持　23911.1IPv6技術(shù)　23911.1.1IPv6技術(shù)的發(fā)展　23911.1.2IPv6技術(shù)特色　24011.1.3IPv6相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)　24111.2高性能路由器IPv6實(shí)現(xiàn)技術(shù)　24211.2.1IPv6的實(shí)現(xiàn)　24211.2.2協(xié)議棧的變化　24211.2.3單播路由協(xié)議的變化　24311.2.4多播協(xié)議的變化　24511.2.5轉(zhuǎn)發(fā)功能實(shí)現(xiàn)　24711.2.6接口模塊設(shè)計(jì)　25011.3IPv6過渡支持　25111.3.1過渡方式　25111.3.2IPv6隧道實(shí)現(xiàn)　25211.4IPv6的討論　25211.4.1IPv6的變化　25211.4.2IPv6的能力分析　25311.4.3推進(jìn)IPv6技術(shù)的動(dòng)力　25411.5IPv6網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行與測(cè)試　25411.5.1IPv6網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況　25411.5.2IPv6在中國　25511.5.3IPv6測(cè)試　256第12章高性能路由器安全功能的實(shí)現(xiàn)　25712.1高性能路由器的安全　25712.1.1路由器訪問控制　25712.1.2AAA　25712.2網(wǎng)絡(luò)的安全控制　25912.2.1Internet和ISP網(wǎng)絡(luò)安全　25912.2.2ACL的有效使用　26012.2.3使用流量控制機(jī)制預(yù)防網(wǎng)絡(luò)攻擊　26212.2.4uRPF技術(shù)　26212.3路由系統(tǒng)的安全　26312.3.1路由過濾　26312.3.2RIP路由安全　26412.3.3OSPF路由安全　26512.3.4BGP路由安全　26512.4安全功能的高性能實(shí)現(xiàn)　26712.4.1ACL的加速實(shí)現(xiàn)　26712.4.2網(wǎng)絡(luò)安全處理器　268第13章高性能路由器組網(wǎng)與應(yīng)用　27013.1Internet運(yùn)營機(jī)制　27013.1.1基本機(jī)構(gòu)　27013.1.2地址分配　27013.1.3Internet規(guī)范　27113.2Internet結(jié)構(gòu)特征　27113.2.1Internet規(guī)模拓展　27113.2.2Internet層次結(jié)構(gòu)　27413.2.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膬缏桑≒ower-Law）特征　27513.2.4網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞男∈澜纾⊿mall-World）特性　27913.2.5ISP商業(yè)互連關(guān)系　28113.3Internet運(yùn)行現(xiàn)狀　28213.3.1路由器的配置問題　28213.3.2ISP運(yùn)營指南：最佳當(dāng)前實(shí)踐（BCP）　28413.4高性能路由器組網(wǎng)　28413.4.1層次結(jié)構(gòu)　28513.4.2城域網(wǎng)的組建　28713.4.3組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化　28813.5流量工程　28913.5.1流量工程概述　28913.5.2傳統(tǒng)流量工程方法　29113.5.3BGP流量工程　29213.5.4MPLS流量工程　29313.6高性能路由器與高速網(wǎng)絡(luò)的管理　29413.6.1主要管理功能　29413.6.2帶寬代理系統(tǒng)　29513.6.3綜合業(yè)務(wù)管理　29513.6.4策略化管理　29513.7高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建　29613.7.1高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò)　29613.7.2服務(wù)質(zhì)量　29613.7.3安全性　29713.7.4可靠性　297附錄A縮略語　300附錄B主要參考文獻(xiàn)　304

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