论文摘要
在现代网络用户多、通信量大、实时性要求高的背景下,网络服务的质量显得尤为重要。网络服务质量(QoS)的保证主要包含故障检测和故障恢复两个方面。本文实现的双向转发检测(Bidirectional Forwarding Detection,BFD)协议是对于链路故障进行快速的检测,保证通信系统尽可能快的从故障中恢复的协议。链路故障检测技术包括协议自带的Hello、keepliving、SDH等。但是,这些技术要么不具有实现的通用性,要么不能达到毫秒级别调整发送报文的速率。本文研究实现的双向转发协议是一种简单、轻量和抽象的方法,针对网络链接能力、系统通信转发功能进行检测。BFD协议较之其它协议具有专一性,因为BFD只是一种存活检测机制,可以不受任何协议、任何媒介的干扰,并且检测周期还可配置,可以避免不同检测方式的重叠。总的来看,BFD协议是一个具有通用性、标准化、介质无关、协议无关的可以快速链路故障检测的协议。本文在分析BFD协议的分布式实现方案和集中式实现方案优缺点的基础上,采用分布式的BFD实现方案,使BFD协议实现时在控制层面不影响其它子模块,从而不影响系统的稳定性。本文分析并解决了分布式BFD协议实现方案中必须解决的聚合链路、卡间通信、同步等关键技术问题。在总体实现方案的基础上,重点设计了聚合链路的实现方案,采用分布式动态维护聚合链路的技术方案。在此基础上完成了整个分布式BFD系统的体系结构设计。在系统的详细设计方面,完成了聚合链路的体系结构、聚合链路工作流程、热插拔动作等关键功能模块的详细设计。在聚合链路的详细设计方面,区分了聚合链路信息是否下发到线卡上,决定了切换模块所在的位置。在此基础上,从分布式BFD的主控卡模块、线卡模块、热插拔动作和主备切换动作等不同侧面介绍了分布式BFD的详细实现过程。并给出典型的应用实例。最后通过功能测试和性能测试验证了本文的设计方案的可行性和效率,测试结果表明本文的设计方案是准确的,能保证所实现的BFD协议不影响系统其它功能模块,能够达到电信级别的50ms保护倒换。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题背景及意义1.1.1 课题背景1.1.2 课题研究意义1.2 研究现状分析1.3 课题研究目标1.4 本文的研究工作及论文内容简介第2章 分布式BFD实现方案设计2.1 BFD的位置与作用2.2 BFD功能需求分析2.3 BFD总体技术方案设计2.3.1 可选的总体实现方案2.3.2 本文的总体实现方案2.4 BFD聚合链路实现方案设计2.4.1 可选的聚合链路实现方案2.4.2 本文的聚合链路实现方案2.5 本章小结第3章 系统详细设计3.1 BFD协议报文格式3.2 分布式BFD体系结构3.2.1 BFD的控制卡结构3.2.2 BFD的线卡结构3.3 分布式BFD工作流程3.3.1 接口未分布型的工作流程3.3.2 接口分布型的工作流程3.4 聚合链路体系结构3.4.1 聚合链路未分布到线卡的结构3.4.2 聚合链路已分布到线卡的结构3.5 聚合链路工作流程3.5.1 聚合链路未分布到线卡工作流程3.5.2 聚合链路分布到线卡工作流程3.6 热插拔动作工作流程3.6.1 分布式BFD的收模块卡插拔工作流程3.6.2 分布式BFD的发模块卡插拔工作流程3.7 本章小结第4章 分布式BFD的实现4.1 本文实现的功能模块4.2 主控卡模块的实现4.2.1 客户端管理模块实现4.2.2 会话管理模块实现4.2.3 卡间接口模块实现4.3 线卡模块的实现4.3.1 会话管理模块的实现4.3.2 发送报文模块的实现4.3.3 接收模块的实现4.4 热插拔动作的实现4.5 主备切换动作的实现4.6 典型应用举例4.7 本章小结第5章 分布式BFD的测试5.1 测试方案5.2 功能测试5.2.1 分布式BFD的基本信息配置5.2.2 分布式BFD的发报文模块切换测试5.2.3 分布式BFD的收报文模块切换测试5.2.4 分布式BFD的热插入卡的测试5.3 性能测试5.3.1 分布式BFD的CPU占用率5.3.2 分布式BFD链路保护倒换时间5.4 本章小结总结与展望总结展望致谢参考文献攻读硕士学位期间发表的论文及专利
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