交换式路由器路由表实现

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1、摘要本文讨论了在ATM上承载IP这一问题的解决过程中出现的几种典型的叠加模型和集成模型的方案，研究了交换式路由器中路由表的特征，分析并比较了实现路由表的各种硬件方案的原理、性能及适用范围，在此基础上用CAM—RAM体系结构解决了交换式路由器的路由表实现问题，并介绍了作者开发的BTC9500MPLS交换式路由器接口板9500AJ上的输入处理芯片INPUT—SW模块的设计思路与解决的典型问题。关键词：路出表，硬件实现，CAM—RAM结构，交换式路由器，MPLSAbstractThisdissertat

2、ionfirstdiscussedseveraltypicalsolutionstotheIPoverATMtopic，Afteranalyzingcharacteristicsofroutingtablesinaswitchrouterandcomparingkindsofhardwareimplemetationsofroutingtables，theauthorgaveaCAM—RAMschemetoimplementsuchtablesinaswitchrouter．Finallyhedi

3、scribledhowheworkedwiththeINPUT—SWmoduleinthe9500AJinterfaceboardofBTC9500MPLS，aswitchrouter．，KeyWord：routingtable，hardwareimplementation，CAM—RAIVlstructure，switchrouter，MPLS第一章ATM上的IP技术随着Intemet的迅猛发展，暴露出许多问题。越来越多的流量穿越子网，骨二F网的传送容量难以满足同趋膨胀的带宽需求。大量拨号用户经

4、PSTN接入ISP，占用时间长，增加了电话网的负荷，影响了POTS业务。传统路由器吞吐量不足，路由表查询时间过长，导致ISP网内和网间经常发生拥塞，无法保障用户业务质量。Intemet当前使用的IPv4协议对实时业务、灵活的路由机制、流量控制以及安全性能的支持不够。利用ATM构造Intemet骨干传送网，同时引入ATMADSL接入系统、窄带ISDN接入等方案，是改善Internet性能的有效途径。因为ATM面向连接，能够保证带宽，支持不同速率、不同突发性、不同实时性的任何业务，并且采用流量控制技术

5、，能够保证业务质量。ATM与基于TCP／IP网络的互通问题实际上是如何在ATM上支持IP协议的问题。利用ATM构造宽带Internet骨干网，代表着电信技术与计算机网络技术先进成果的结合，将提高网络性能，解决Intemet带宽瓶颈问题。利用ATM交换机取代多层的路由器结构和可堆叠式的节点配置，利用ATM信元交换取代路由器第三层的处理，将使得传输时延大为降低。只有在终端路由器才进行第三层协议处理，整个ATM网络相当于一个单跳，这样就支持了Intemet网络在ATM传送网上的直接路出，提高了路由的效率

6、。ATM技术发展的目标是利用ATM承载所有上层业务，面IP的突出优势是能够运行在各种类型的下层介质上，因此，在ATM网络上承载IP协议，是技术发展的必然。ATM上承载IP分组的方案分为叠加模型和集成模型两类。叠加模型由运行IP路由防议、具有IP地址的IP设备与运行ATM信令及路由协议、具有ATM地址的ATM设备组成，协议体系中存在一个独立的ATM层和运行于其上的一个独立的IP层。集成模型使用IP交换机组件维护一个单一的IP地址空问，并通过一个独立控制协议将IP业务映射到直通路径上。叠加模型包括IE

7、TF在RFCl577建议中定义的ATM上的传统IP规范、ATM沦坛的局域网仿真规范(LANE：LANEmulation)和ATM论坛定义的ATM上的多防议规范(MPOA：Multi—ProtocolOverATM)。集成模型包括Ipsilon公司的IP交换(IPSwitching)、Toshiba公司的CSR／FANP方案、CISCO公司的标记交换技术(Tagswitching)、IBM公司的汇聚的基于路由的IP交换(ARIS：AggregateRoute—BasedIPSwitching)、以及

8、]ETF提出的多协议标记交换(MPLS：Multi—ProtocolLabelSwitching)等。第一节ATM上的传统IP(CIPOA)CIPOA是IP和ARP在ATM网络环境下的最早应用，它继承了TCP／IP协议的基本思想，仅把ATM网络看作是另一种异型子网。在IP层协议看来，ATM网络与现存的以太网、令牌环等物理子网处于同样的地位。CIPOA的协议栈结构如图I．1所示。应用TC删DPIPoVERATMAAL5ATM层物理屡1．I．1CIPOA组件图1．1CIPOA协议栈逻辑