基于服务元架构的软件路由器中测试工具的设计与实现

摘要

实用的网络体系结构都是层次结构,目前互联网使用的主流网络体系是TCP/IP。由于最初的TCP/IP协议栈本来就是为了窄带文本数据而开发的,但是随着全球互联网的蓬勃发展,人们对网络的利用和依赖的增加,各种新的网络服务不断涌现,从而对网络的性能提出了更高的要求,TCP/IP层次网络体系所带来的矛盾也不断突出。
　　 现在对网络体系结构的研究表现在两个方面:一是在TCP/IP体系结构上进行改进,难以解决层次结构自身存在的问题。二是针对现在网络通信技术发展的特点,结合网络应用的需要,进行新型网络体系结构的研究,这是解决层次网络体系结构存在问题的根本途径。
　　 本文通过对现有网络中服务类别的分析、归纳,针对现有的分层网络体系结构存在的层间功能重叠和复杂的分层处理过程所带来的网络服务效率低下的问题,介绍了一种基于服务元的网络体系结构。它不同于层次网络系统结构,具有简洁、可扩展和容易实现的特点。服务元网络体系结构也是模块化结构,模块是服务元。服务元是能够提供服务而又隐藏内部细节的最小实体(硬软件)。在服务元网络体系结构中,服务元只提供服务,不接受服务,所以服务元比层简单。
　　 项目组在Linux Red Hat7下,利用面向对象的开发工具C++实现了服务元网络体系结构下的软件路由器模型。在该模型中,用面向对象的设计思想把服务元作为一个软件对象来实现,使它既是包处理的一个最小单元,也是CPU调度的最小单元。这种新型的软件架构具有灵活、安全、高效、易于扩展和配置方便等优点,特别适合构建模块化的,具有面向对象特征的服务元网络系统。
　　 服务元网络体系结构是一个全新的无层次的网络体系结构,对基于服务元架构的软件路由器进行研究和实现,需要不断的探索和尝试。本文重点完成了软件路由器中虚电路机制的仿真测试,并在Linux下完成了软件测试工具以及可视化界面的的设计与实现。

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章 服务元网络体系结构简介

1.1 层的地址和端地址

1.2 服务功能元素和服务

1.3 服务元的模型

1.4 服务元网络体系结构的比较优势

1.5 小结

第二章 基于服务元的软件路由器架构

2.1 Click软件路由器简介

2.2 Click路由器的优化研究

2.2.1 Click路由器优化的相关工作

2.2.2 Click路由器优化基础的实现

2.2.3 Click路由器优化工具介绍

2.3 SU路由器的软件架构

2.4 SU路由器的仿真建模

2.5 Linux下图形界面的编程环境

2.6 小结

第三章 Su路由器仿真测试环境的实现

3.1 OPNET MODELER仿真平台简介

3.2 SU路由器的虚电路通信机制

3.2.1 建立虚电路的相关机制

3.2.2 维护虚电路的相关机制

3.2.3 撤销虚电路的相关机制

3.3 虚电路通信机制仿真环境的实现

3.3.1 直接通信模型的建立

3.3.2 路由通信模型的建立

3.3.3 通信速度的仿真测试

3.4 小结

第四章 SU路由器测试工具的设计与实现

4.1 SU路由器测试工具的功能需求

4.2 测试工具的设计思路,流程,设计方法

4.2.1 发送包功能的实现

4.2.2 接收包功能的实现

4.3 测试工具的图形化编程

4.3.1 配置文件的生成

4.3.2 配置文件的执行-发包

4.3.3 发送信息显示-“管道”

4.3.4 数据结构

4.3.5 函数功能

4.3.6 工作流程

4.3.7 测试工具的窗口

4.4 小结

第五章 SU路由器的实验设计及实验结果

5.1 通信原理

5.2 基本测试

5.3 优化工具测试

5.3.1 优化工具对CPU时间的影响

5.3.2 优化工具对转发速率的影响

5.3.3 优化工具对丢包的影响

5.3.4 不同硬件平台下的测试

5.4 小结

第六章 结束语

参考文献

致谢