高性能路由器設計與實現(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
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 高性能路由器的擴展性設計
1.4.1 高性能路由器實現(xiàn)的擴展性
1.4.2 并行技術(shù)的應用
1.5 高性能路由器可靠性設計
1.5.1 路由器的可靠性要求
1.5.2 平穩(wěn)重啟和無中斷轉(zhuǎn)發(fā)
1.5.3 硬件系統(tǒng)的冗余設計
1.5.4 軟件系統(tǒng)的可靠性
1.5.5 在線升級能力
1.5.6 對網(wǎng)絡可靠性的支持
1.6 高性能路由器服務的靈活性
1.6.1 服務分離
1.6.2 高性能的服務
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 服務質(zhì)量支持
1.7 高性能路由器服務的能耗設計
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
2.2.2 Crossbar調(diào)度算法類型
2.2.3 單播調(diào)度算法
2.2.4 組播調(diào)度算法
2.2.5 支持服務質(zhì)量的調(diào)度算法
2.2.6 交換背板的設計
2.3 高可擴展交換結(jié)構(gòu)
2.3.1 Crossbar的局限性
2.3.2 多級交換結(jié)構(gòu)
2.3.3 動態(tài)多級交換網(wǎng)絡
2.3.4 靜態(tài)多級交換網(wǎng)絡
2.3.5 并行分組交換網(wǎng)絡
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 報文分類
3.3.3 流量測量
3.3.4 流量管制
3.3.5 流量整形
3.3.6 報文調(diào)度
3.3.7 緩沖區(qū)管理
3.4 報文分類
3.4.1 報文分類技術(shù)
3.4.2 報文分類面臨的挑戰(zhàn)
3.4.3 典型的分類算法
3.5 排隊與調(diào)度
3.5.1 排隊
3.5.2 RED算法
3.5.3 報文調(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)的性能設計
44.1 路由系統(tǒng)的擴展性
4.4.2 軟件系統(tǒng)性能設計
4.4.3 路由協(xié)議廈其擴展性
4.4.4 提高路由系統(tǒng)擴展性的途徑
4.5 高性能路由器軟件系統(tǒng)的可靠性設計
4.5.1 實現(xiàn)軟件系統(tǒng)可靠性的基本途徑
4.5.2 穩(wěn)定性設計
4.5.3 軟件系統(tǒng)可靠性結(jié)構(gòu)
第5章 路由協(xié)議并行實現(xiàn)
5.1 BGP并行處理方法
5.1.1 域問路由性能問題
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)議實體
5.2.2 C-BGP協(xié)議
5.3 BGP協(xié)議的并行路由計算算法
5.3.1 算法選擇依據(jù)
5.3.2 BGP鄰居會話的劃分算法
5.3.3 內(nèi)部路由視圖一致性維護
54BGP并行處理模型性能評價
5.4.1 BGP實體的功能分析
5.4.2 BGP實體的性能分析
5.5 多路由協(xié)議并行處理結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)發(fā)表同步機制
5.5.1 相關(guān)工作
5.5.2 AREF路由同步機制
55.3 AREF同步機制性能分析
5.6 小結(jié)
第6章 可重構(gòu)路由器的設計
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)計算系統(tǒng)
6.1.4 構(gòu)件化技術(shù)
6.1.5 軟件定義網(wǎng)絡（SDN）
6.2 開放可重構(gòu)路由器體系結(jié)構(gòu)
6.2.1 開放可重構(gòu)路由器系統(tǒng)組成
6.2.2 開放可重構(gòu)路由器平臺模型
6.2.3 控制組件的構(gòu)件支撐技術(shù)
6.2.4 硬件平臺可重構(gòu)的支撐技術(shù)
6.3 開放可重構(gòu)路由器硬件設計
6.4 開放可重構(gòu)路由器軟件設計
6.4.1 可重構(gòu)路由器軟件系統(tǒng)總體設計
6.4.2 可重構(gòu)控制實體軟件結(jié)構(gòu)設計
6.5 構(gòu)件運行平臺及構(gòu)件設計
6.5.1 可重構(gòu)路由器構(gòu)件總體運行環(huán)境
6.5.2 硬件構(gòu)件設計
6.5.3 軟件構(gòu)件設計
6.5.4 可重構(gòu)路由器轉(zhuǎn)發(fā)構(gòu)件設計及其實例
6.6 基于NetMagic的硬件開發(fā)
6.6.1 NetMagic模型
6.6.2 NetMagic的硬件開發(fā)模型
6.6.3 NetMagic硬件開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)
6.6.4 NetMagi的硬件參考設計——NM-Probe
6.7 小結(jié)
第7章 虛擬路由器的設計
7.1 虛擬路由器研發(fā)現(xiàn)狀
7.1.1 網(wǎng)絡虛擬化的概念
7.1.2 網(wǎng)絡虛擬化技術(shù)的研究與試驗
7.1.3 路由器廠商對網(wǎng)絡設備虛擬化的支持
7.1.4 網(wǎng)絡設備的虛擬化與軟件定義網(wǎng)絡
7.2 虛擬路由器實現(xiàn)模式及其比較
7.2.1 虛擬路由器實現(xiàn)模式
7.2.2 虛擬路由器實現(xiàn)模式的比較
7.2.3 虛擬路由器實現(xiàn)模式的選擇
7.2.4 虛擬路由器實現(xiàn)示例
7.3 軟硬件結(jié)合的虛擬路由器設計
7.3.1 網(wǎng)絡虛擬化設備支撐體系
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)絡資源的虛擬化技術(shù)
7.3.4 虛擬網(wǎng)絡資源的統(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
參考文獻