分布式設(shè)備下NATPT全局資源的分配及轉(zhuǎn)發(fā)處理.pdf

1、IPv6相對于IPv4有著巨大的優(yōu)點，勢必在將來得到更廣泛的應(yīng)用。但由于目前網(wǎng)絡(luò)上幾乎都是IPv4設(shè)備，所以從IPv4過度到IPv6必定是一個漸進(jìn)的過程。NATPT則是由此而產(chǎn)生的一種實現(xiàn)IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)互通的協(xié)議。目前國內(nèi)外有多家網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)商在進(jìn)行NATPT協(xié)議應(yīng)用的研究，但多數(shù)設(shè)計方案是基于網(wǎng)絡(luò)處理器在硬件上實現(xiàn)的，可擴展性比較差，很難適用于支持多業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)中。 本論文的主要內(nèi)容是在分布式路由器上通過軟件方式實現(xiàn)

2、NATPT協(xié)議并設(shè)計實現(xiàn)NATPT全局資源分配方案及轉(zhuǎn)發(fā)處理，同時對配置方式進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計。由于是基于分布式設(shè)備的，轉(zhuǎn)換地址時會用到地址資源，所以會涉及到NATPT，全局資源分配方式，以及報文如何以此方式進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理。如果此過程設(shè)計得不好，則會大大影響報文的轉(zhuǎn)發(fā)速度，轉(zhuǎn)發(fā)性能會下降。 本論文的研究成果體現(xiàn)在，深入研究了NATPT協(xié)議的實現(xiàn)原理以及實現(xiàn)協(xié)議過程中涉及到的全局資源的處理。根據(jù)報文的各種業(yè)務(wù)處理中盡量優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)性能的要求

3、下，深入分析了分布式設(shè)備下需要NATPT處理的報文在引用全局資源并轉(zhuǎn)發(fā)過程中存在的兩個主要問題：只有主控板占有全局資源時，其他接口板要引用資源則需要到主控板申請，會阻礙報文的轉(zhuǎn)發(fā)；接口板共享全局資源時，各接口板全局資源占用情況不會及時同步。在剖析了分布式設(shè)備下板間通信的幾種方式后，針對出現(xiàn)的問題提出了四種解決方案并深入分析了每一種全局資源分配方案的優(yōu)缺點。鑒于方案四具有報文處理獨立于主控板、各個接口板獨自占有全局地址資源、高速的查找效率

4、、快速的報文轉(zhuǎn)發(fā)性能等優(yōu)點，所以我們最終采用并實現(xiàn)了方案四。 論文最后給出了在這種方案下的NATPT的報文轉(zhuǎn)發(fā)性能測試結(jié)果，并對測試結(jié)果進(jìn)行了分析。在發(fā)包工具速率為1Gbps的兩個接口上雙向打流量，NATPT業(yè)務(wù)在處理84字節(jié)小包時，轉(zhuǎn)發(fā)率可以達(dá)到900Mbps左右，可見在此設(shè)計方案下有較好的轉(zhuǎn)發(fā)性能的。當(dāng)報文越來越大時，轉(zhuǎn)發(fā)的速率也會快速上升，當(dāng)報文達(dá)到512字節(jié)時，NATPT處理的轉(zhuǎn)發(fā)速率已經(jīng)達(dá)到線速2Gbps，與沒有NAT