可重构路由器报文转发引擎设计与实现

陈一骄，卢泽新，孙志刚，李韬，吕高锋

(国防科学技术大学 计算机学院，湖南 长沙 410073)

1 引言

信息网络技术及应用的迅猛发展对网络路由交换设备（路由器等）提出了巨大挑战，层出不穷的网络业务需求以及网络带宽和链路速率的飞速增长要求新型网络路由交换设备必须能够提供高度的可编程性和适应性，以支持大量多样化用户业务的快速部署和高效实现。然而，传统路由交换设备体系结构具有刚性和封闭性特点，对于新型业务的部署通常仅能依赖于设备整体升级和更新换代，即使是可行的升级和扩展也只能由原提供商实施，无法充分实现开放和竞争，网络运营商的投资无法得到有效保护。

此外，随着互联网规模的膨胀及业务模式的演变，对网络路由交换设备的功能需求也在不断演化，网络路由交换设备不应局限于仅提供基本的分组交换能力，而应考虑在数据传输路径上提供较为丰富的功能支撑。如何在网络设备上通过扩展计算、存储等资源，并通过提供开放的标准编程接口（API）有效支持网络设备新的功能原语实现已成为目前的研究热点。

实际上，网络路由交换设备的功能具有时空特性，即路由器的功能随着时间和空间的变化而变化。如图1所示，当路由器在T1时刻部署在A点（如边缘接入网络）和B点（如汇聚网络）时需要的功能不同。同样在B点，当时间变化到T2时，路由器的功能集合也可能变化。例如T1时刻路由器需要对网络中爆发的蠕虫病毒进行监测和过滤，而在 T2时刻蠕虫病毒平息后，并不需要此项功能。……