基於IXP2400網路處理器建構IPv6 Over IPv4 Tunnel實作

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。

關鍵字

交換機；網路處理器；通訊協定

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並列關鍵字

Tunnel ； IXP2400 ； Network Processor ； IPv6 over IPv4

參考文獻

[2] Intel® IXP2400 Network Processor Hardware Reference Manual – October 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

書籍：

Google Scholar

[1] Intel® Internet Exchange Architecture Software Building Blocks Developer’s Manual – November 2004

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