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研究生: 胡佳君
Chia-Chun Hu
論文名稱: 基於IXP2400網路處理器建構IPv6 Over IPv4 Tunnel實作
Implementation an IPv6-over-IPv4 Tunnel Mechanism Based on IXP2400 Network Processor
指導教授: 李端興
Duan-Shin Lee
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 資訊工程學系
Computer Science
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 57
中文關鍵詞: 交換機網路處理器通訊協定
外文關鍵詞: Tunnel, IXP2400, Network Processor, IPv6 over IPv4
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  • 交換機在網際網路中具有舉足輕重的意義,交換機發展至今,Load Balance Birkhoff-von Neumann架構的優點可以滿足現今流量龐大的網路環境,因為Birkhoff-von Neumann需要兩級的交換, 所以在第一級和第二級的中間, 必須要配置記憶體, 以儲存第一級輸出的封包, 但是, 在交換晶片實作考量上, 在晶片上添加記憶體, 不但增加實作的困難度, 同時, 記憶體也無法作的很大, 很有可能造成封包的遺失, 因為無法達到100% throughput。因此,我們正在執行一個計畫:實作一個將兩級交換架構折疊成一級交換架構的交換機。將原來在交換晶片上的記憶體移到linecard上面, 因為linecard上面有充足的記憶體,所以, 不致於發生封包遺失的情況, 可以達到100% Throughput,而這個動作的代價是Linecard必須額外作Queue Management的工作,也就是說,如果要實作Folded架構的交換機,原本的Central Virtual Output Queue就必須移植到Linecard上,Linecard上便會有兩個Microblocks必須負責一部份Birkhoff-von Neumann的工作,但是僅做這些實作,還是無法驗證系統還是否會正常運作,必須要加入前級的Applications,由於IPv4、IPv6、IPv6 Tunnel是目前最受歡迎的三種Protocols,因此我們決定實作它們,學生在這整個計畫中負責IPv6 Tunneling Application。
    最初網際網路開始發展時僅只有IPv4這種通訊協定,但是由於網路的普及化,造成IPv4位址不足,逐漸供不應求等種種原因,進而開始有了IPv6這種通訊協定的誕生;IPv6通訊協定本身除了解決位址短缺這個問題以外,更重新審視了網際網路的安全性、服務品性、行動性以及網路管理等受到關注的問題,因此,IPv6漸漸越來越普及,也有越來越多的學術單位、公司或是政府機關…等開始使用IPv6這種通訊協定;但是,原本網際網路的環境還是以IPv4通訊協定占絕大多數,加上大環境底下,多數網路封包的傳遞,仍是走IPv4通訊協定的Gateway,因此,要想讓兩處不同地點的IPv6網路環境進行溝通,難免會有需要IPv4通訊協定幫助的地方,IPv6-over-IPv4 Tunnel就是其中一種方式。
    為了進一步讓封包能夠更有效率並快速的處理,Network Processors在這個領域中占有不可或缺的地位;就拿最為眾人所知的英代爾Intel®,就連續出了一系列的Network Processors;Network Processors有效的幫助封包的處理並盡可能達到最佳化,其中IXP2400 Network Processor就是Intel®主打的第二代Network Processors主力,他除了能夠支援及擴充IPv6通訊協定、交換結構的接口…等種種優點之外,它的價格又較同代能支援大多數功能的同等級系列處理器(例如︰IXP2800 Network Process)來的便宜,加上每一個Port可以支援高達1 Gbit / 1 Sec.的傳輸速度,因此在學生的論文中,使用IXP2400 Network Processor用來作為主要研究對象是在適合不過的了,這也方便將來應用在各種學術或商業用途之上。


    摘要 i 目錄 ii 圖表 iii 第一章 簡介 1 1-1 Tunnel 簡介 1 1-2環境架構及各章節簡述 2 第二章 系統架構及背景 5 2-1 Network Processor Hardware Overview 5 2-2 Forwarding Application 7 2-3 Dispatch loop 10 第三章 利用PC架設Tunnel環境 14 3-1 Tunnel背景說明 14 3-2利用PC架設Tunnel作業 15 3-2-1 Windows系統架設Tunnel指令 17 3-2-2 Linux系統架設Tunnel指令 22 3-2-3最佳模擬環境 26 第四章 IXP2400 Network Processor Tunnel 37 4-1 IXP2400 Network Processor Tunnel 實作概念 37 4-2 IXP2400 Network Processor Tunnel 實驗步驟 44 第五章 Dual Stack 54 5-1 Dual Stack簡介 54 5-2 Dual Stack與Tunnel的比較 55 第六章 結論 56 參考文獻 57

    書籍:
    [1] Intel® Internet Exchange Architecture Software Building Blocks Developer’s Manual – November 2004
    [2] Intel® IXP2400 Network Processor Hardware Reference Manual – October 2004
    [3] Intel® Internet Exchange Architecture Software Building Blocks Applications Design Guide – November 2004
    [4] Intel® Internet Exchange Architecture Software Development Kit Software Framework Getting Started Guide – November 2004
    [5] Intel® IXP2400 and IXP2800 Network Processor Programmer Reference Manual – July 2005
    [6] Erik J. Johnson, Aaron R. Kunze, IXP2400/2800 Programming the Complete Microengine Coding Guide, INTEL PRESS
    [7] 2003 IPv6網際網路協定設定巡迴研討會
    [8] 英特爾技術創新學術研討會
    [9] 蕭文龍 IPv6理論與實務 □峯出版社

    網頁:
    [1] Linux HOWTOs
    http://www.linux.org.tw/CLDP/OLD/
    [2] Intel® IXP2400 Network Processor http://www.intel.com/design/network/products/npfamily/ixp2400.htm
    [3] Microsoft Server 2003命令列參照
    http://0rz.net/791va
    [4] 陳冠宏 IPv6與IPv4轉換技術分析
    http://ieknet.itri.org.tw/commentary/example/4-1.jsp
    [5] 麟瑞科技電子報 – 2003 八月號
    http://0rz.net/0b1zS

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