陈冰冰+程友清

摘要：网络协议栈虚拟化的目标是在一台网络设备上虚拟出多个协议栈以实现网络设备的一虚多功能。由于Linux操作系统的网络协议栈本身是不支持这种网络协议栈虚拟化技术的，因此本文通过对Linux操作系统3.11.10版本IPV4网络协议栈进行改造以实现Linux网络协议栈的虚拟化，并在设备平台上验证了经过网络协议栈虚拟化改造后的以太网交换机对业务流的隔离功能。

关键词：协议栈;虚拟化;网络设备

中图分类号：TP316.8   文献标识码：A

The technology of Linux protocol stack virtualization

based on the ethernet switch

CHEN bing-bing*a，b，c，  CHENG you-qingb，c

（a.Wuhan Research Institute of Post and Telecommunications， Wuhan 430074， China; b.State Key Laboratory of Optical Communication Technologies and Networks， Wuhan， 430074， China; c.Wuhan FiberHome Networks Co. ， Ltd. ， Wuhan 430074， China）

Abstract： The goal of network protocol stack virtualization is that virtualize multiple virtual protocol stacks based on one network device in order to implement the function of one network device virtualized into multiple. Since the network protocol stack of the Linux operation system itself dont support this kind of technology， so this paper implement the technology of network protocol stack virtualization by means of modifying the IPV4 network protocol stack based on the 3.11.10 Linux operation system version. And then， it is proved on the device platform that the Ethernet switch， of which the protocol stack virtualization has been realized， has the function of isolating business flow

Key words： protocol stack;virtualization;network device

1  引言

随着网络规模的不断扩大，业务种类的不断丰富，网络对业务的隔离以及安全性、可靠性等属性提出了越来越高的要求[1]。此外，随着硬件能力的迅速提升，多框、集群、分布式路由交换系统的成熟，单台物理网络设备的业务处理能力已经达到了一个新的高度[2]。为了将单台物理设备的强大业务处理能力充分利用，弹性的适应当前的业务需求和未来的发展，网络设备的一虚多（即将一台物理设备虚拟成多个逻辑设备）成为了网络与通信界追求的目标[3]。Linux操作系统因其具有的开源、安全和稳定等优点，受到网络设备制造商的青睐，被广泛应用到网络设备的嵌入式开发中。

目前，国内外对Linux操作系统虚拟化的研究都着力于操作系统级的全局性资源隔离虚拟化，而缺少对网络协议栈虚拟化的深入研究。对于小规模以太网而言，全局性的资源隔离会对网络设备的进程资源造成不必要的浪费，增加了网络设备的负荷，影响网络数据包处理速率。……