基于企业级的路由器服务质量框架研究及实现

摘要

互联网+时期已经到来，随着互联网与传统产业的深切交互，直播、移动快捷支付的呈现，给人们的生活带来了巨大的转变，时时刻刻，人们在依靠互联网享受着巨大便利的同时，也使得网络数据量爆发性增加，造成网络资源不足与巨量数据传输之间的矛盾日渐突出，在某些数据高峰时刻，网络拥塞现象不可避免，因此提高网络服务质量的任务迫在眉睫。
　　论文根据用户实际应用场景需求，区分服务质量模型以及箱式企业级路由器的物理架构，提出了在该企业级路由器上区分服务质量模型实现方案，我们称之为服务质量框架，该框架分为5个模块：基础模块、流分类模块、流行为模块、拥塞避免模块和报文调度模块。基础模块主要完成接口的拓扑挂接和优先级映射表工作。流分类模块则是依据特定的规则将报文流分类，给流经设备的报文流分配唯一的流标识flowid，报文流按照flowid入队调度。流行为模块包括流量监控、流量整形、重定向、重标记、过滤等。拥塞避免模块通过底层芯片提供的操作接口监控端口队列的长度来判断设备端口的拥塞情况，在拥塞有加重的趋向时采用主动丢弃报文的方式，通过降低网络的流量来解除网络的过载。报文调度使用队列技术，将数据报文送入不同的队列，再采取一定的调度方法从设备中调度出去。基于服务质量框架，用户可以限制某类业务报文的传输带宽，调整某类报文的传输带宽，改变某类报文的携带优先级，使得在网络拥塞的情况下，我们能够按照用户服务质量的约定规划流量传输，让关键业务报文不受网络带宽影响，保证了该类业务报文的转发，从而提高了网络服务质量。
　　论文的软件开发平台是基于Linux操作系统的下一代网络操作系统，箱式企业级路由器为硬件开发平台。依照服务质量框架在企业级路由器上编码实现。最后组网搭建测试环境，通过Test Center测试仪打流，Wire shark软件抓取报文,测试了模块的基本功能，实验结果达到了预期需求。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题研究目的与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

2 相关理论与技术概述

2.1 路由器的基本功能

2.2 路由器的通信原理

2.3 路由器的物理架构

2.4 路由器关键芯片NP5简介

2.5 本章小结

3 路由器服务质量框架分析与设计

3.1 设备报文处理流程分析

3.2 路由器服务质量框架分析

3.3 路由器服务质量框架总体设计

3.4 本章小结

4 路由器服务质量框架实现

4.1 基础模块功能实现

4.2 策略服务器功能实现

4.3 流分类功能实现

4.4 流行为模块功能实现

4.5 拥塞避免功能实现

4.6 报文调度功能实现

4.7 本章小结

5 系统测试

5.1 端口拓扑挂接测试

5.2 优先级映射表功能测试

5.3 流量监控CAR功能测试

5.4 重标记功能测试

5.5 拥塞避免功能测试

5.6 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献