可重构路由器构件开发及性能测试

论文摘要

可重构路由器拥有开放的体系结构,能够灵活地进行构件重构,具有良好的功能与性能的扩展性,可以满足下一代互联网对路由器的智能化需求。可重构路由器是基于构件组成的,因此,研究可重构路由器的构件开发以及基于构件的性能测试具有重要的意义。本文以863项目“可重构路由交换开发环境”为依托,研究了在基于Click的可重构路由开发平台上,进行构件开发及性能测试的方案,并完成了相应的设计及实现。首先,本文对基于Click的可重构路由开发平台进行了深入的研究,在此基础上给出了基于Click平台的可重构路由器构件开发方法及流程,并以IPsec安全协议簇中的ESP协议的实现为例,阐述了ESP构件开发的总体设计及各构件的具体开发过程,为研究可重构路由器性能测试奠定了基础。接着,本文设计了基于Click平台,重点应用Click测试构件进行路由器性能测试的方案。测试对象包括基于Click平台配置的IPv4路由器、ESP IPv4路由器与IPv6路由器。在测试方案中,设计了Click测试构件的配置方案、网络拓扑结构以及Click数据包收发结构,提出了对吞吐量、丢包率及时延三项基本转发性能指标进行测试的具体方案。最后,本文搭建实验环境,完成了性能测试实验以及对ESP IPv4路由器的功能验证。本文通过实验测得了各路由器结构的各项性能指标,对测试结果进行了详细的分析,对比了不同路由器的性能指标。实验结果表明在Click平台上可以灵活地基于构件进行路由器性能测试,达到理想的测试效果,本文所设计的可重构路由器构件开发及性能测试方案是可行的。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 选题背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 可重构路由器研究
• 1.2.2 路由器性能测试方法
• 1.3 论文主要工作及结构
• 2 可重构路由器原理
• 2.1 可重构路由器基本概念
• 2.1.1 可重构路由器定义
• 2.1.2 可重构路由器分类
• 2.2 基于Click的可重构路由开发平台
• 2.2.1 Click基本思想
• 2.2.2 Click基本原则
• 2.2.3 Click组成要素
• 2.3 基于Click的IPv4与IPv6路由器
• 2.3.1 IPv4路由器
• 2.3.2 IPv6路由器
• 2.4 本章小结
• 3 可重构路由器构件开发
• 3.1 可重构路由器构件开发方法研究
• 3.1.1 可重构路由器构件开发思想
• 3.1.2 基于Click的构件开发方法研究
• 3.1.3 Click中基类Element分析
• 3.2 IPsec（ESP）构件开发总体设计
• 3.2.1 原理分析
• 3.2.2 总体设计方案
• 3.3 构件ESPLookupRoute开发
• 3.4 构件ESPEncap开发
• 3.5 构件ESPAuth开发
• 3.6 构件ESPAES开发
• 3.7 构件ESPEncapIPHeader开发
• 3.8 构件ESPUnencap开发
• 3.9 重要数据结构
• 3.10 本章小结
• 4 可重构路由器性能测试设计
• 4.1 路由器转发性能指标
• 4.2 测试拓扑设计
• 4.3 测试构件配置
• 4.3.1 Click测试构件
• 4.3.2 测试构件配置方案
• 4.4 数据包收发结构
• 4.4.1 数据包发送结构
• 4.4.2 数据包接收结构
• 4.5 性能测试方案
• 4.5.1 吞吐量测试方案
• 4.5.2 丢包率测试方案
• 4.5.3 时延测试方案
• 4.6 本章小结
• 5 可重构路由器性能测试实现
• 5.1 性能测试实验环境
• 5.2 性能测试实验步骤
• 5.3 IPv4路由器性能测试
• 5.4 ESP IPv4路由器性能测试
• 5.5 IPv6路由器性能测试
• 5.6 性能测试总结
• 5.7 本章小结
• 6 总结与展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集