链路聚合技术在分布式以太网交换机上的研究与实现

摘要

在网络通信领域中，运营商们通过提高各自传输网络的综合承载能力来满足更多用户对众多数据业务的传输需求；广大用户也加深了对高网络服务质量的需求，高可用性已经成为当今网络的主要方面。在众多的提高网络可用性的解决方案中，链路聚合技术以增加网络带宽、实现链路负载分担、提高网络可靠性(提供了传输线路内部的冗余机制)等优点，对数据业务有了很好的支持和完善，在近年来引起了极大的关注并获得迅速发展和广泛应用。同时，由于硬件芯片技术的发展和软件开发的完善，在网络技术不断发展和用户需求不断提高的背景下，实现分布式以太网交换机上的链路聚合技术，从组件级的角度提供了冗余部件和热备份机制，具有非常重要的意义。
　　 本文通过总结当前存在的链路聚合技术不统一和不兼容等问题，说明了分布式以太网交换机的架构，深入研究和分析了基于IEEE802.3ad标准的链路聚合技术，提出了实现模型和报文处理流程。并根据链路聚合控制协议(LACP)定义了一种标准的聚合控制方式，提出一套实现端口加入聚合组的支持抢占原则的新运行机制，针对其中链路切换丢包和状态机切换等问题，给出了解决办法。同时，简要介绍了负载分担原理和Comware软件开发平台，对整个系统实现的模块架构和软件实现流程进行了详细的分析，阐述了链路聚合中各项功能的设计与实现。之后，基于该标准在分布式设备上实现了聚合系统并对其相关的基本和主要功能及相关性能进行了测试和分析。结果表明，所实现的链路聚合技术不仅提高了系统的带宽和实现了负载分担功能，而且还增强了系统的可靠性、稳定性和灵活性。
　　 最后，对所做的工作进行了总结，指出了其中的几点有待改进之处，明确了今后努力的工作方向。

目录

文摘

英文文摘

声明

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本文研究的目标和内容

1.3.1研究目标

1.3.2研究内容

1.3.3本文的组织结构

第2章 分布式以太网交换机简介

2.1机架和背板

2.2主控板

2.3接口板

2.4本章小结

第3章 链路聚合技术研究

3.1链路聚合简介

3.1.1链路聚合的优点

3.1.2链路聚合的局限性

3.2链路聚合基础

3.2.1链路聚合在IEEE 802.3ad结构中的位置

3.2.2链路聚合类型及端口状态

3.2.3链路聚合的条件

3.2.4链路聚合的关键字KEY

3.3链路聚合实现原理

3.3.1聚合物理模型

3.3.2模型各个模块的功能

3.3.3报文处理流程

3.4 LACP协议研究

3.4.1协议概述

3.4.2报文格式

3.4.3 LACP状态机

3.5本章小结

第4章 聚合组端口选择逻辑运行机制分析

4.1影响端口的选中因素

4.2静态聚合组选择端口

4.3动态聚合组选择端口

4.4聚合接口的链路状态

4.5本章小结

第5章 负载分担原理分析及配置举例

5.1分流策略分析

5.2配置举例

5.3本章小结

第6章 基于平台的链路聚合模块的设计和实现

6.1 COMWARE软件平台综述

6.2平台相关功能模块说明

6.3聚合管理模块和LACP模块的设计

6.3.1聚合管理模块的架构设计

6.3.2聚合管理模块的运行

6.3.3 LACP协议的设计原则

6.3.4 LACP模块的架构设计

6.3.5状态机子模块的设计

6.3.6 LACP模块实现及相关函数

6.4本章小结

第7章 系统测试及分析

7.1搭建测试环境

7.2基本功能测试及结果

7.3链路聚合的主要功能测试及结果

7.3.1端口选择逻辑功能测试

7.3.2负载分担功能测试

7.3.3可靠性测试

7.4本章小结

第8章 结论与展望

8.1结论

8.2进一步研究展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果