高性能路由器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

第1章 高性能路由器概述
1.1 高性能路由器的興起與發(fā)展
1.1.1 高性能路由器的基本特征
1.1.2 高性能路由器產(chǎn)品演化歷程
1.1.3 高性能路由器發(fā)展的應(yīng)用需求
1.1.4 高性能路由器使能技術(shù)
1.2 高性能路由器的組成
1.2.1 高性能路由器的基本組成
1.2.2 高性能路由器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1.2.3 高性能路由器軟件系統(tǒng)
1.2.4 高性能路由器信息模型
1.3 高性能路由器新型體系結(jié)構(gòu)
1.3.1 集群路由器
1.3.2 開(kāi)放架構(gòu)路由器
1.3.3 可編程路由器
1.3.4 構(gòu)件化可重構(gòu)路由器
1.3.5 虛擬路由器
1.4 高性能路由器的擴(kuò)展性設(shè)計(jì)
1.4.1 高性能路由器實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展性
1.4.2 并行技術(shù)的應(yīng)用
1.5 高性能路由器可靠性設(shè)計(jì)
1.5.1 路由器的可靠性要求
1.5.2 平穩(wěn)重啟和無(wú)中斷轉(zhuǎn)發(fā)
1.5.3 硬件系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)
1.5.4 軟件系統(tǒng)的可靠性
1.5.5 在線(xiàn)升級(jí)能力
1.5.6 對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的支持
1.6 高性能路由器服務(wù)的靈活性
1.6.1 服務(wù)分離
1.6.2 高性能的服務(wù)
1.6.3 控制平面的調(diào)節(jié)能力
1.6.4 接口的靈活性
1.6.5 轉(zhuǎn)發(fā)引擎的靈活性
1.6.6 服務(wù)質(zhì)量支持
1.7 高性能路由器服務(wù)的能耗設(shè)計(jì)
第2章 高速交換技術(shù)
2.1 基本交換結(jié)構(gòu)
2.1.1 基本交換結(jié)構(gòu)
2.1.2 共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)
2.1.3 Crossbar交換結(jié)構(gòu)
2.2 Crossbar工作模式與調(diào)度算法
2.2.1 Crossbar交換結(jié)構(gòu)的分類(lèi)
2.2.2 Crossbar調(diào)度算法類(lèi)型
2.2.3 單播調(diào)度算法
2.2.4 組播調(diào)度算法
2.2.5 支持服務(wù)質(zhì)量的調(diào)度算法
2.2.6 交換背板的設(shè)計(jì)
2.3 高可擴(kuò)展交換結(jié)構(gòu)
2.3.1 Crossbar的局限性
2.3.2 多級(jí)交換結(jié)構(gòu)
2.3.3 動(dòng)態(tài)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)
2.3.4 靜態(tài)多級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)
2.3.5 并行分組交換網(wǎng)絡(luò)
第3章 高性能轉(zhuǎn)發(fā)引擎
3.1 轉(zhuǎn)發(fā)引擎的功能與結(jié)構(gòu)
3.1.1 多協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)功能
3.1.2 服務(wù)質(zhì)量控制
3.1.3 安全策略控制
3.1.4 轉(zhuǎn)發(fā)引擎的結(jié)構(gòu)
3.2 路由查找
3.2.1 最長(zhǎng)前綴匹配
3.2.2 IP路由查找面臨的挑戰(zhàn)
3.2.3 高性能路由器的路由表查找
3.2.4 硬件直接查表算法示例
3.2.5 TCAM算法示例
3.3 轉(zhuǎn)發(fā)引擎流量管理系統(tǒng)
3.3.1 流量管理系統(tǒng)的組成
3.3.2 報(bào)文分類(lèi)
3.3.3 流量測(cè)量
3.3.4 流量管制
3.3.5 流量整形
3.3.6 報(bào)文調(diào)度
3.3.7 緩沖區(qū)管理
3.4 報(bào)文分類(lèi)
3.4.1 報(bào)文分類(lèi)技術(shù)
3.4.2 報(bào)文分類(lèi)面臨的挑戰(zhàn)
3.4.3 典型的分類(lèi)算法
3.5 排隊(duì)與調(diào)度
3.5.1 排隊(duì)
3.5.2 RED算法
3.5.3 報(bào)文調(diào)度
3.5.4 基本調(diào)度算法
3.6 Cisco快速轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)
3.6.1 基于Cache的轉(zhuǎn)發(fā)
3.6.2 Cisco快速轉(zhuǎn)發(fā)
3.6.3 Cisco分布式快速轉(zhuǎn)發(fā)
第4章 高性能路由器軟件系統(tǒng)
4.1 路由器軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的演化
4.1.1 傳統(tǒng)路由器軟件結(jié)構(gòu)的局限性
4.1.2 高性能路由器軟件系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
4.2 高性能路由器軟件系統(tǒng)的功能組成
4.2.1 軟件組成
4.2.2 操作系統(tǒng)
4.2.3 路由協(xié)議和信令
4.2.4 用戶(hù)界面
4.3 CiscoIOS軟件系統(tǒng)
4.3.1 IOS概述
4.3.2 CiscoIOS結(jié)構(gòu)
4.3.3 CiscoIOSXR
4.4 高性能路由器軟件系統(tǒng)的性能設(shè)計(jì)
44.1 路由系統(tǒng)的擴(kuò)展性
4.4.2 軟件系統(tǒng)性能設(shè)計(jì)
4.4.3 路由協(xié)議廈其擴(kuò)展性
4.4.4 提高路由系統(tǒng)擴(kuò)展性的途徑
4.5 高性能路由器軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)
4.5.1 實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)可靠性的基本途徑
4.5.2 穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
4.5.3 軟件系統(tǒng)可靠性結(jié)構(gòu)
第5章 路由協(xié)議并行實(shí)現(xiàn)
5.1 BGP并行處理方法
5.1.1 域問(wèn)路由性能問(wèn)題
5.1.2 BGP協(xié)議并行處理方法
5.2 BGP并行處理模型
5.2.1 BGP協(xié)議實(shí)體
5.2.2 C-BGP協(xié)議
5.3 BGP協(xié)議的并行路由計(jì)算算法
5.3.1 算法選擇依據(jù)
5.3.2 BGP鄰居會(huì)話(huà)的劃分算法
5.3.3 內(nèi)部路由視圖一致性維護(hù)
54BGP并行處理模型性能評(píng)價(jià)
5.4.1 BGP實(shí)體的功能分析
5.4.2 BGP實(shí)體的性能分析
5.5 多路由協(xié)議并行處理結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)發(fā)表同步機(jī)制
5.5.1 相關(guān)工作
5.5.2 AREF路由同步機(jī)制
55.3 AREF同步機(jī)制性能分析
5.6 小結(jié)
第6章 可重構(gòu)路由器的設(shè)計(jì)
6.1 可重構(gòu)路由器概念與相關(guān)技術(shù)
6.1.1 研發(fā)需求
6.1.2 相關(guān)工作
6.1.3 可重構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)
6.1.4 構(gòu)件化技術(shù)
6.1.5 軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）
6.2 開(kāi)放可重構(gòu)路由器體系結(jié)構(gòu)
6.2.1 開(kāi)放可重構(gòu)路由器系統(tǒng)組成
6.2.2 開(kāi)放可重構(gòu)路由器平臺(tái)模型
6.2.3 控制組件的構(gòu)件支撐技術(shù)
6.2.4 硬件平臺(tái)可重構(gòu)的支撐技術(shù)
6.3 開(kāi)放可重構(gòu)路由器硬件設(shè)計(jì)
6.4 開(kāi)放可重構(gòu)路由器軟件設(shè)計(jì)
6.4.1 可重構(gòu)路由器軟件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
6.4.2 可重構(gòu)控制實(shí)體軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.5 構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái)及構(gòu)件設(shè)計(jì)
6.5.1 可重構(gòu)路由器構(gòu)件總體運(yùn)行環(huán)境
6.5.2 硬件構(gòu)件設(shè)計(jì)
6.5.3 軟件構(gòu)件設(shè)計(jì)
6.5.4 可重構(gòu)路由器轉(zhuǎn)發(fā)構(gòu)件設(shè)計(jì)及其實(shí)例
6.6 基于NetMagic的硬件開(kāi)發(fā)
6.6.1 NetMagic模型
6.6.2 NetMagic的硬件開(kāi)發(fā)模型
6.6.3 NetMagic硬件開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)
6.6.4 NetMagi的硬件參考設(shè)計(jì)——NM-Probe
6.7 小結(jié)
第7章 虛擬路由器的設(shè)計(jì)
7.1 虛擬路由器研發(fā)現(xiàn)狀
7.1.1 網(wǎng)絡(luò)虛擬化的概念
7.1.2 網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的研究與試驗(yàn)
7.1.3 路由器廠商對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬化的支持
7.1.4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的虛擬化與軟件定義網(wǎng)絡(luò)
7.2 虛擬路由器實(shí)現(xiàn)模式及其比較
7.2.1 虛擬路由器實(shí)現(xiàn)模式
7.2.2 虛擬路由器實(shí)現(xiàn)模式的比較
7.2.3 虛擬路由器實(shí)現(xiàn)模式的選擇
7.2.4 虛擬路由器實(shí)現(xiàn)示例
7.3 軟硬件結(jié)合的虛擬路由器設(shè)計(jì)
7.3.1 網(wǎng)絡(luò)虛擬化設(shè)備支撐體系
7.3.2 軟硬件結(jié)合的二維虛擬化路由器結(jié)構(gòu)模型
7.3.3 網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化技術(shù)
7.3.4 虛擬網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理和調(diào)度技術(shù)
7.3.5 控制平面的軟件虛擬化技術(shù)
7.3.6 數(shù)據(jù)平面的虛擬化技術(shù)
7.4 小結(jié)
附錄 縮略語(yǔ)
參考文獻(xiàn)