內容簡介目錄內容提要本書系統(tǒng)介紹高性能路由器的體系結構、設計和實現(xiàn)的關鍵技術、高性能路由器的應用與組網，揭示路由器結構演化規(guī)律和發(fā)展趨勢，深入探討高性能路由器設計方法和實現(xiàn)的核心技術。本書從系統(tǒng)結構、硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和技術體制四個方面論述高性能路由器，不但涉及高速交換技術、高速接口技術、高性能轉發(fā)引擎（路由查找、報文分類、報文調度、擁塞管理等）、路由協(xié)議等最新研究成果，而且有機融合多播、MPLS、IPv6、核心網絡安全等新型網絡技術。本書內容新穎，系統(tǒng)性強，涉及面廣，對網絡技術和路由器感興趣的讀者都能從中獲取有價值的信息。初學者可以掌握路由器和計算機網絡的基礎知識與最新進展，有基礎的讀者能夠把握實現(xiàn)高性能路由器的技術途徑和權衡技巧。本書可供通信、計算機、網絡工程技術人員閱讀，也可供高等院校相關專業(yè)師生學習參考。 第1章路由器基礎 11.1路由器的概念 11.2路由器基本結構與功能 11.3路由器的分類 21.4分組處理流程 31.5路由器體系結構的演化 41.5.1基于CPU轉發(fā)的總線型路由器 41.5.2基于Cache轉發(fā)的總線型路由器 41.5.3基于交叉開關的交換型路由器 51.5.4高擴展交換網絡路由器 61.6路由器評價指標 71.6.1路由器配置與功能指標 71.6.2路由器性能指標 11第2章高性能路由器概述 142.1高性能路由器的興起與發(fā)展 142.1.1高性能路由器的基本特征 142.1.2網絡運營商對路由器的要求 152.1.3高性能路由器產品演化歷程 152.1.4高性能路由器發(fā)展的應用需求 162.1.5高性能路由器使能技術 182.2高性能路由器的組成 192.2.1高性能路由器的基本組成 192.2.2高性能路由器的結構特點 202.2.3高性能路由器軟件系統(tǒng) 222.2.4高性能路由器信息流模型 232.3高性能路由器新型體系結構 252.3.1Cisco CRS結構 262.3.2ForCES結構 262.3.3虛擬路由器（virtual router） 282.4高性能路由器的擴展性設計 302.4.1高性能路由器實現(xiàn)的擴展性 302.4.2高性能路由器QoS支持的擴展性 332.4.3高性能路由器多播支持的擴展性 352.4.4并行技術的應用 362.5高性能路由器可靠性設計 372.5.1路由器的可靠性要求 372.5.2優(yōu)雅重啟和無中斷轉發(fā) 382.5.3硬件系統(tǒng)的冗余設計 392.5.4軟件系統(tǒng)的可靠性 392.5.5在線升級能力 392.5.6對網絡可靠性的支持 402.6高性能路由器服務的靈活性 402.6.1服務分離 402.6.2高性能的服務 402.6.3控制平面的調節(jié)能力 402.6.4接口的靈活性 412.6.5轉發(fā)引擎的靈活性 412.6.6服務意識和QoS支持 412.7高性能路由器的測試 422.7.1高性能路由器的評估測試 422.7.2測試規(guī)范 442.7.3測試內容 44第3章高速交換技術 463.1基本交換結構 463.1.1基本交換結構 463.1.2共享存儲結構 463.1.3Crossbar交換結構 473.2Crossbar工作模式與調度算法 483.2.1Crossbar交換開關的分類 483.2.2Crossbar交換開關的構造 523.2.3Crossbar的調度 533.2.4單播調度算法 543.2.5多播調度算法 563.2.6支持服務質量的調度算法 593.2.7交換背板的設計 613.3高可擴展交換結構 613.3.1Crossbar的局限性 613.3.2多級交換結構 623.3.3動態(tài)網絡 623.3.4靜態(tài)網絡 673.3.5并行分組交換體系結構 683.4路由器交換結構設計 693.4.1交換結構的實現(xiàn) 693.4.2構造大型路由器交換結構 703.4.3容錯與可靠性 703.4.4多播的支持 703.4.5緩沖區(qū)管理和QoS 713.4.6定長和變長報文 713.4.7報文延時控制 713.4.8大容量交換芯片的實現(xiàn) 733.4.9波長交換和IP路由的綜合 73第4章高速接口技術 744.1高性能路由器典型的高速接口 744.2高速以太網接口 744.2.110吉比特以太網接口 744.2.210吉比特以太網的應用 754.2.3高速以太網的可靠性和RPR協(xié)議 764.3高速POS接口 774.440Gbit/s接口 794.4.140Gbit/s路由器接口技術的發(fā)展動力 794.4.240Gbit/s關鍵技術問題 794.4.340Gbit/s線路接口解決方案 794.5鏈路聚合 804.6VSR接口 814.6.1VSR接口應用 824.6.2VSR接口構造 834.7高速接口的測試 83第5章高性能轉發(fā)引擎 845.1轉發(fā)引擎的功能與結構 845.1.1多協(xié)議轉發(fā)功能 845.1.2服務質量控制 855.1.3安全策略控制 875.1.4轉發(fā)引擎的結構 875.2轉發(fā)引擎流量管理系統(tǒng) 875.2.1流量管理系統(tǒng)的組成 875.2.2報文分類 895.2.3流量測量 895.2.4流量監(jiān)管 905.2.5流量整形 915.2.6報文調度 915.2.7緩沖區(qū)管理 935.3路由表查找 945.3.1最長前綴匹配 945.3.2IP路由查找面臨的挑戰(zhàn) 955.3.3高性能路由器的路由表查找 965.3.4基于鍵樹的算法 965.3.5硬件解決方案 985.3.6PATRICIA算法示例 985.3.7硬件直接查表算法示例 1015.3.8TCAM算法示例 1035.4報文分類 1045.4.1報文分類技術 1045.4.2報文分類面臨的挑戰(zhàn) 1055.4.3典型的分類算法 1065.5排隊與調度 1115.5.1排隊 1115.5.2RED算法 1125.5.3報文調度 1165.5.4基本調度算法 1185.6高速轉發(fā)引擎的實現(xiàn) 1235.6.1轉發(fā)平臺發(fā)展階段 1235.6.2高速大容量報文緩沖技術 1245.7Cisco快速轉發(fā)（CEF） 125第6章網絡處理器的應用 1286.1網絡處理器的概念 1286.2網絡處理器的特色 1296.2.1處理速度 1296.2.2編程能力 1306.2.3多協(xié)議和業(yè)務擴展的支持 1306.2.4可靠性和靈活性 1316.2.5推動基于深度報文處理的業(yè)務發(fā)展 1316.2.6易于管理 1316.2.7網絡處理器的技術優(yōu)勢 1316.3網絡處理器在高性能路由器中的應用 1326.3.1網絡處理器的應用 1326.3.2網絡處理器在高性能路由器中的應用 1336.4網絡處理器的接口標準 1346.5網絡處理器的結構與功能 1356.5.1基本結構 1356.5.2多協(xié)議轉發(fā)功能 1366.5.3樹搜索引擎 1426.5.4線程調度 1456.5.5流量控制功能 1456.5.6QoS支持 1486.6網絡處理器的工作方式 1516.6.1多處理器體系結構 1516.6.2協(xié)處理器 1516.6.3多處理方式 1516.6.4PE的配置 1526.6.5網絡處理器的編程和應用開發(fā) 1536.7網絡處理器發(fā)展 1546.7.1主要產品 1546.7.2典型的網絡處理器產品 1546.7.3網絡處理器產品的評價 1556.7.4網絡處理器技術的發(fā)展趨勢 155第7章高性能路由器軟件系統(tǒng) 1577.1路由器軟件系統(tǒng)結構的演化 1577.1.1傳統(tǒng)路由器軟件結構的局限性 1577.1.2高性能路由器軟件系統(tǒng)基本結構 1587.2高性能路由器軟件系統(tǒng)的功能與組成 1587.2.1軟件組成 1587.2.2操作系統(tǒng) 1607.2.3路由協(xié)議和信令 1627.2.4用戶界面 1627.3Cisco IOS軟件系統(tǒng) 1647.3.1IOS概述 1647.3.2IOS結構 1647.3.3IOS XR 1657.4高性能路由器軟件系統(tǒng)的性能設計 1667.4.1路由系統(tǒng)擴展性 1667.4.2軟件系統(tǒng)性能設計 1677.5高性能路由器軟件系統(tǒng)的可靠性設計 1697.5.1實現(xiàn)軟件系統(tǒng)可靠性的基本途徑 1697.5.2穩(wěn)定性設計 1697.5.3軟件系統(tǒng)可靠性結構 1707.6軟件系統(tǒng)的測試 1727.6.1IP協(xié)議棧的測試 1727.6.2PPP協(xié)議測試 1737.6.3網管功能測試 173第8章路由協(xié)議在高性能路由器中的實現(xiàn) 1758.1路由表和路由協(xié)議 1758.1.1路由模式 1758.1.2IP路由表 1768.1.3路由數(shù)據(jù)庫 1778.1.4路由的再發(fā)布 1798.1.5主要路由協(xié)議的功能 1798.2路由系統(tǒng)的擴展性 1808.2.1路由擴展性問題 1818.2.2IGP的擴展性 1828.2.3BGP的擴展性 1838.2.4提高路由系統(tǒng)擴展性的若干途徑 1858.2.5路由策略配置對擴展性的影響 1868.2.6路由系統(tǒng)實現(xiàn)的擴展性 1868.3路由系統(tǒng)的實現(xiàn) 1868.3.1路由系統(tǒng)的功能和實現(xiàn)結構 1868.3.2RIP路由協(xié)議實現(xiàn) 1878.3.3OSPF路由協(xié)議實現(xiàn) 1878.3.4BGP路由協(xié)議實現(xiàn) 1888.3.5路由再發(fā)布的實現(xiàn) 1918.3.6轉發(fā)表的結構與操作 1928.3.7轉發(fā)表的原子更新 1948.4路由策略及其實施 1958.4.1策略描述語言 1958.4.2BGP路由策略 1958.5路由系統(tǒng)的測試 1988.5.1一致性測試 1988.5.2性能測試 200第9章高性能路由器中多播功能的實現(xiàn) 2019.1典型多播協(xié)議 2019.1.1多播技術 2019.1.2IGMP協(xié)議 2029.1.3PIM協(xié)議 2039.1.4域間多播路由協(xié)議 2099.1.5多播傳輸協(xié)議 2149.2多播協(xié)議的實現(xiàn) 2149.2.1高性能路由器多播系統(tǒng)結構 2149.2.2PIM協(xié)議的實現(xiàn) 2159.3網絡處理器多播轉發(fā)功能 2169.3.1網絡處理器多播轉發(fā)表的結構 2169.3.2網絡處理器多播轉發(fā)過程 2179.3.3網絡處理器多播轉發(fā)的控制 2179.4多播系統(tǒng)的測試 2189.4.1PIM一致性和互操作性測試內容 2199.4.2PIM測試示例 2199.4.3多播路由系統(tǒng)的性能測試 220第10章MPLS在高性能路由器中的實現(xiàn) 22110.1MPLS原理和技術特色 22110.1.1多協(xié)議標記交換 22110.1.2MPLS技術特色 22210.1.3MPLS網絡 22310.2高性能路由器MPLS實現(xiàn)結構 22410.2.1MPLS標記交換 22410.2.2MPLS標記綁定 22510.3MPLS主要功能的實現(xiàn) 22510.3.1標記交換路由器的數(shù)據(jù)轉發(fā)功能 22610.3.2MPLS信令 22810.3.3MPLS QoS支持 22910.3.4MPLS 流量工程 22910.3.5MPLS VPN 23010.4MPLS的使用和測試 23510.4.1配置MPLS流量工程隧道 23510.4.2MPLS一致性測試 23610.4.3MPLS能力測試 237第11章高性能路由器對IPv6的支持 23911.1IPv6技術 23911.1.1IPv6技術的發(fā)展 23911.1.2IPv6技術特色 24011.1.3IPv6相關標準 24111.2高性能路由器IPv6實現(xiàn)技術 24211.2.1IPv6的實現(xiàn) 24211.2.2協(xié)議棧的變化 24211.2.3單播路由協(xié)議的變化 24311.2.4多播協(xié)議的變化 24511.2.5轉發(fā)功能實現(xiàn) 24711.2.6接口模塊設計 25011.3IPv6過渡支持 25111.3.1過渡方式 25111.3.2IPv6隧道實現(xiàn) 25211.4IPv6的討論 25211.4.1IPv6的變化 25211.4.2IPv6的能力分析 25311.4.3推進IPv6技術的動力 25411.5IPv6網絡的運行與測試 25411.5.1IPv6網絡的運行狀況 25411.5.2IPv6在中國 25511.5.3IPv6測試 256第12章高性能路由器安全功能的實現(xiàn) 25712.1高性能路由器的安全 25712.1.1路由器訪問控制 25712.1.2AAA 25712.2網絡的安全控制 25912.2.1Internet和ISP網絡安全 25912.2.2ACL的有效使用 26012.2.3使用流量控制機制預防網絡攻擊 26212.2.4uRPF技術 26212.3路由系統(tǒng)的安全 26312.3.1路由過濾 26312.3.2RIP路由安全 26412.3.3OSPF路由安全 26512.3.4BGP路由安全 26512.4安全功能的高性能實現(xiàn) 26712.4.1ACL的加速實現(xiàn) 26712.4.2網絡安全處理器 268第13章高性能路由器組網與應用 27013.1Internet運營機制 27013.1.1基本機構 27013.1.2地址分配 27013.1.3Internet規(guī)范 27113.2Internet結構特征 27113.2.1Internet規(guī)模拓展 27113.2.2Internet層次結構 27413.2.3網絡拓撲的冪律（Power-Law）特征 27513.2.4網絡拓撲的小世界（Small-World）特性 27913.2.5ISP商業(yè)互連關系 28113.3Internet運行現(xiàn)狀 28213.3.1路由器的配置問題 28213.3.2ISP運營指南：最佳當前實踐（BCP） 28413.4高性能路由器組網 28413.4.1層次結構 28513.4.2城域網的組建 28713.4.3組網結構的變化 28813.5流量工程 28913.5.1流量工程概述 28913.5.2傳統(tǒng)流量工程方法 29113.5.3BGP流量工程 29213.5.4MPLS流量工程 29313.6高性能路由器與高速網絡的管理 29413.6.1主要管理功能 29413.6.2帶寬代理系統(tǒng) 29513.6.3綜合業(yè)務管理 29513.6.4策略化管理 29513.7高品質網絡的構建 29613.7.1高品質網絡 29613.7.2服務質量 29613.7.3安全性 29713.7.4可靠性 297附錄A縮略語 300附錄B主要參考文獻 304
鄂公網安備 42010302001612號 