多核平臺下NAT-PT系統(tǒng)的資源管理方案.pdf

1、在IPv6網(wǎng)絡逐漸替代IPv4的過程中將有一個很長的過渡階段，在此過渡時期內(nèi)，就需要很多很強大、靈活的機制來保證IPv6網(wǎng)絡與IPv4網(wǎng)絡的通信。NAT-PT就是一種解決純IPv6網(wǎng)絡與純IPv4網(wǎng)絡相互通信的過渡機制。 本論文基于多核多線程處理器平臺，在具體產(chǎn)品上設計并實現(xiàn)了完整的NAT-PT協(xié)議底層數(shù)據(jù)資源管理方案，經(jīng)過測試驗證，此方案可以完全支持多核系統(tǒng)下NAT-PT轉(zhuǎn)換所需要的數(shù)據(jù)操作，對臨界資源的并發(fā)操作進行了合理的保

2、護，并達到了很高的處理性能。 相對通用處理器或網(wǎng)絡處理器的解決方案，多核平臺在成本和性能上都很占優(yōu)勢，更適合應用于大吞吐量的骨干網(wǎng)中。但目前多核處理器平臺上的網(wǎng)絡設備開發(fā)大多還處于實驗階段，而且在此協(xié)議的實現(xiàn)中涉及到了眾多數(shù)據(jù)資源的處理特別是大量地址轉(zhuǎn)換表項的存儲及查找，多核環(huán)境下又需要考慮臨界資源的并發(fā)操作保護，導致資源管理更加復雜。本文全面地考慮了這些問題，提出了一個比較合理的整體解決方案。 本文重點涉及到各種資源的

3、分配方案設計以及多核環(huán)境下并發(fā)資源的保護機制。文章對NAT-PT報文處理流程中所涉及到的底層數(shù)據(jù)資源進行了整理與分析，在NAT-PT實現(xiàn)中，會涉及到以下幾種數(shù)據(jù)的處理：V6前綴資源、V4地址池資源、V6側(cè)動態(tài)分配策略、V4側(cè)動態(tài)分配策略、地址映射表、V6服務器映射表、會話表。這幾種數(shù)據(jù)資源配合起來支撐了NAT-PT報文處理的整個過程。根據(jù)每種資源的特點，分別定義了其結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)存儲方式，并且對資源查找流程進行了完整的設計，在存儲及查找效率

4、上都滿足了NAT-PT系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流要求。同時也考慮到了多核系統(tǒng)下的軟件處理特點，對多核系統(tǒng)下各種臨界資源的并發(fā)操作選擇合理的方式進行了保護，既保證了數(shù)據(jù)操作的安全性，又盡量地減少了對性能的影響。 在詳細設計和編碼實現(xiàn)的基礎上，通過在實際產(chǎn)品上進行的測試結(jié)果表明：本文提出并實現(xiàn)的資源管理方案完全滿足了對NAT-PT協(xié)議的支持，能夠支撐系統(tǒng)的正常轉(zhuǎn)發(fā)，各種資源管理功能都通過了驗證，而且最小包情況下的轉(zhuǎn)發(fā)速率V4到V6方向達到80