基于高端路由器IRF堆叠系统的设计与实现

摘要

随着网络技术的快速发展，用户的增多和业务的广泛使得通信设备数量越来越多，网络端口扩展和网络管理愈加棘手，而且大规模数据中心对于网络转发能力和可靠性能提出了更高的要求。传统的解决方案很难满足目前高性能交换网络的需求，无法从根本上解决网络所面临的问题。
　　本文针对网络环境中物理设备繁多、难于管理和可靠稳定性不好的问题，设计实现了一种基于分布式设备的虚拟化技术，即IRF堆叠技术。通过多个分布式设备进行IRF堆叠，可以整合多台设备的硬件资源和软件处理能力，实现多台设备的协同工作、统一管理和不间断维护。本文详细设计了IRF堆叠技术核心模块的解决方案，引入多堆叠板、多堆叠口技术，实现了跨板堆叠，有效的防止了某一个堆叠物理口的故障而导致整个系统的瘫痪;对于跨框流量进行负载均衡，提升了系统整体转发性能;采用IPC、IBD板间通信机制处理板间/框间协议报文和数据报文，确保了IRF堆叠框内框间上层业务的正确运行;通过MAD检测技术提高了系统运行的可靠性，使得系统在发生分裂时最大限度的保持业务的不中断运行;最后在专用测试平台上对于系统设计功能和性能进行了详细的测试。
　　经过详细的系统功能和性能测试，验证了系统各模块设计的正确性，满足了目前大规模网络通信需求，对于解决目前网络中面临的网络管理繁琐、收敛性能差、可靠稳定性低等问题有很大的改善。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文工作

1．4 论文组织结构

第2章 相关技术概述

2．1 高端路由器简介

2．2 多核多线程处理器

2．3 多核分布式架构

2．4 本章小结

第3章 IRF堆叠技术研究

3．1 IRF堆叠技术简介

3．2 IRF堆叠工作原理

3．2．1 物理连接

3．2．2 拓扑收集

3．2．3 角色选举

3．2．4 管理维护

3．3 IRF堆叠技术的优势

3．3．1 全新的分布式架构

3．3．2 高可靠性

3．3．3 高性能和高扩展性

3．4 本章小结

第4章 IRF堆叠系统的设计与实现

4．1 系统设计目标

4．2 系统总体架构

4．3 IRF堆叠启动流程

4．4 IRF堆叠口管理

4．4．1 IRF堆叠口创建

4．4．2 堆叠口跨板堆叠

4．4．3 堆叠口负载均衡

4．5 IRF堆叠协议报文处理

4．5．1 堆叠协议报文格式

4．5．2 堆叠协议报文转发流程

4．6 跨框数据报文转发

4．6．1 跨框IBD报文格式

4．6．2 跨框IBD报文转发

4．6．3 跨框LAN报文处理

4．7 MAD异常检测

4．7．1 LACP MAD检测

4．7．2 BFD MAD检测

4．8 本章小结

第5章 IRF堆叠系统的测试

5．1 系统测试环境

5．1．1 硬件、软件测试环境

5．1．2 设备组网环境

5．2 系统功能测试

5．3 流量转发测试

5．4 可靠性测试

5．4．1 异常断电和主备倒换测试

5．4．2 堆叠板、堆叠口倒换测试

5．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文