【摘 要】
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移动通信技术在不断地进行着变革,从GPRS网络演进而来的LTE/EPC移动通信网络获得了各主流运营商的一致认同。LTE网络结合了无线通信和互联网等多媒体通信,不仅具有更高的数据
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移动通信技术在不断地进行着变革,从GPRS网络演进而来的LTE/EPC移动通信网络获得了各主流运营商的一致认同。LTE网络结合了无线通信和互联网等多媒体通信,不仅具有更高的数据传输速率,并且提供了更加丰富的业务。这使得移动互联网用户数快速增长,网络业务流量呈现了爆炸性增长,达到几十Gbps数量级。这使得运营商对移动通信网络的监测和对业务数据的分析遇到了前所未有的挑战。针对上述挑战,本文设计并实现了一种多核平台下的GTP负载均衡系统。本文首先阐述了移动通信网络的发展背景,指出了传统网络设备不能处理大流量业务数据的瓶颈,然后提出了在多核平台上设计与实现GTP负载均衡系统这一方案。接着介绍了GTP协议相关内容以及基于OCTEON和DPDK的两种多核处理平台。在了解了GTP协议格式和信令流程后,讲述了基于OCTEON网络处理器平台的GTP负载均衡系统设计与实现方案。主要介绍了系统整体模块设计、会话关联分析和数据线速转发的实现机制以及其它子模块的设计,其中会话关联分析包括GTP协议的解析流程、数据结构设计等,数据线速转发的实现机制包括OCTEON网络处理器的运行模式、软件架构、任务调度机制和共享内存的设计。最后通过对本系统的会话关联功能、会话完整性、负载均衡性以及吞吐量等指标进行测试,验证了本系统对高速度大流量网络数据处理的有效性,基于OCTEON多核平台的GTP负载均衡系统吞吐量能够达到10Gbps。这为后端设备分析GTP协议中用户行为奠定了基础,为运营商监测和分析高速度大流量的移动通信网络数据提供了思路和方案。
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