基于三层交换ASIC的IPV4单播路由的分析与实现-开题报告

厦门大学软件学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名班级 学号指导教师姓 名职称教授所在单位软件学院毕业设计(论文)题目基于三层交换ASIC的IPV4单播路由的分析与实现毕业设计(论文)目标：IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4)，发展至今已经使用了30多年。 目的主要是研究基于三层交换ASIC的IPv4单播路由的分析与实现，要球完成如下内容：1.分析IPv4路由原理 2.实现基于硬件的IPv4单播路由实现方法：一是学习相关的RFC文档二是学习交换ASIC三是学习嵌入式设备上的开发(包括软/硬件平台)硬件平台： CPU : PowerPC 8241 (RISC) ASIC: Marvell EX 1X6 (具有三层功能的交换ASIC)软件平台：RGNOS( Red Giant Network OS) 此OS为RTOS(实时操作系统)开发平台： GNU IP地址是IP网络中数据传输的依据，它标识了IP网络中的一个连接，一台主机可以有多个IP地址。IP分组中的IP地址在网络传输中是保持不变的（有使用NAT技术的地方除外）。IP地址的格式 IP地址是一组32位长的二进制数字，用点分十进制来表示的表示。 IP地址的组成： 网络地址主机地址，其分类如下：IP报文头格式如下：报头长度不固定，以32位为单位。数据报总长度占16位，包括报头和数据。报头为4字节的整数倍，不足用“0”来填充。报文头部最长为60字节，最短为20字节。路由就是信息通过一条路径从源地址转移到目的地址的过程。在TCP/IP网络上，源方和目的方都叫做主机，信息被分成小包在主机之间传送。三层交换机是一种具有路由功能的交换机。三层交换机接口类型简单，拥有很强二层包处理能力，所以适用于大型局域网。为了减小广播风暴的危害，必须把大型局域网按功能或地域等因素划分成一个一个的小局域网，也就是一个一个的小网段，这样必然导致不同网段间存在大量的互访，单纯使用二层交换机没办法实现网间的互访，而单纯使用路由器，则由于端口数量有限，路由速度较慢，而限制了网络的规模和访问速度，所以这种环境下三层交换机就最为适合。路由技术其实是由两项最基本的活动组成，即决定最优路径和传述数据包。其中，数据包的传输相对较为简单，而路由的确定则更加复杂一些。三层交换机的软件负责最优路由的决定，硬件负责传输数据包。三层交换机的软件通过RIP，OSPF等协议确定最优的路径，并将最优的路径写入芯片上的路由表。硬件根据芯片上的路由表线速传输数据。三层交换机内部有一个路由表（建立在芯片上），这表标明了如果要去某个地方，下一步应该往哪走。三层交换机从某个端口收到一个IP报文，它首先读取目的IP地址，然后查找路由表，若能确定下一步往哪送，则再修改链路层的包头（打包），把该数据包转发出去；如果不能确定下一步的地址，则向源地址返回一个信息，并把这个数据包丢掉。当下一台三层设备（三层交换机或路由器）接收到该IP报文，也会根据DIP查找路由表，确定下一步往哪送，并将数据转发出。依次类推，直到数据包到达最终目的地。三层交换机通过和三层交换机，或和路由器进行相互通讯，传送不同类型的信息维护各自的路由表。其中路由更新信息一般是由部分或全部路由表组成。通过分析其它三层设备发出的路由更新信息，三层交换机可以掌握整个网络的拓扑结构。这样在掌握足够信息的情况下，三层交换机就能分析出最优路由，并将其写入硬件路由表。 时间进度安排：2007年3月31日前：完成毕业设计（论文）的开题报告，交指导教师；2007年3月31日 6月11日：完成系统的详细设计和代码编制，进行系统的调试和文