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掃描核心路由器技術(shù)發(fā)展( 二 )

云知道


目前 ， 網(wǎng)絡(luò)處理器逐漸被越來越多地采用 。網(wǎng)絡(luò)處理器由專業(yè)芯片廠商設(shè)計(jì)生產(chǎn) ， 屬于通用芯片 ， 它內(nèi)部有多個(gè)處理器 ， 可以實(shí)現(xiàn)多處理器多線程的并行處理 ， 同時(shí)還有功能強(qiáng)大的協(xié)處理器 ， 可完成如查表等標(biāo)準(zhǔn)化且耗時(shí)的功能 。它提供一個(gè)精簡(jiǎn)指令集 ， 設(shè)備制造者可以通過微碼編程實(shí)現(xiàn)各種協(xié)議和業(yè)務(wù) 。這樣 ， 可以通過修改微碼升級(jí)軟件快速滿足各種變化和發(fā)展都很快的業(yè)務(wù)的需要 ， 而不用更改替換任何硬件 。
ASIC處理器是實(shí)現(xiàn)核心路由器系統(tǒng)先進(jìn)性能的核心 ， 其可編程性及路由與轉(zhuǎn)發(fā)的一致性是最突出的技術(shù)亮點(diǎn) 。通過ASIC與路由軟件的組合 ， 使核心路由器在IP骨干網(wǎng)中將路由器與交換機(jī)的性能進(jìn)行了很好的對(duì)接和結(jié)合 。
高速交換背后的幾項(xiàng)突破
核心路由器作為IP網(wǎng)的核心設(shè)備 ， 在性能及穩(wěn)定性上有很高的要求 。這些要求通過幾項(xiàng)要害技術(shù)的突破得以實(shí)現(xiàn) 。
目前 ， 千兆位交換路由器（GSR ， Gigabit Switch Router）和太位交換路由器（TSR ， Terabit Switch Router）已經(jīng)出現(xiàn) ， 這些路由器的光接口速度已達(dá)到10Gbps 。GSR采用分布交換式體系結(jié)構(gòu) ， 通過分布式處理結(jié)構(gòu)保證單板處理性能 ， 并通過無阻塞交換成倍提高整機(jī)吞吐量 。在GSR系統(tǒng)中一般包括：路由處理板、線路板、交換網(wǎng)板 。GSR拋棄了傳統(tǒng)的共享總線方式 ， 采用交換方式 ， 每個(gè)線路板都連在交換網(wǎng)板的一個(gè)端口上 ， 各板間進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)通信 ， 不相互干擾 ， 實(shí)現(xiàn)了無阻塞交換 ， 充分保證了整機(jī)的吞吐量 。
硬件技術(shù)的突破 ， 為高速轉(zhuǎn)發(fā)創(chuàng)造了條件 。過去認(rèn)為 ， IP地址查找路由表采用的最大匹配方式 ， 不如ATM的vpi/vci那樣定長(zhǎng)查找速度快 ， 再加上對(duì)IP報(bào)文的封裝、解封裝、校驗(yàn)和計(jì)算、報(bào)文分段重組等工作 ， 使轉(zhuǎn)發(fā)難以達(dá)到很高線速 。但隨著硬件技術(shù)的發(fā)展 ， 依靠芯片性能的提高和并行處理技術(shù) ， 高性能芯片對(duì)IP報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)處理能力已完全能夠滿足目前最高速端口的線速要求 。
對(duì)ASIC技術(shù)的普遍采用 ， 既充分利用了硬件的高性能 ， 又保證了靈活性 。
GSR位于骨干網(wǎng) ， 流量匯集于此 ， 對(duì)帶寬需求巨大 。雖然目前帶寬資源相對(duì)豐富 ， 但骨干網(wǎng)長(zhǎng)途線路資源仍然十分寶貴和有限 ， 因此必須優(yōu)化配置以充分有效地利用現(xiàn)有資源 。其要害是通過路由器合理選擇轉(zhuǎn)發(fā)路徑 ， 使流量在網(wǎng)內(nèi)均勻分布 ， 這就是流量工程 。目前普遍使用的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議 ， 只能根據(jù)線路的靜態(tài)的優(yōu)先級(jí)選擇路由 ， 難以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)上不斷變化的流量分布情況 ， 很可能造成某處擁塞、某處閑置的情況 。為避免以上現(xiàn)象就需要有相應(yīng)的技術(shù)手段 ， 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況通過人工或自動(dòng)的方式引導(dǎo)流量 ， 目前普遍采用的就是MPLS技術(shù) 。
MPLS技術(shù)的目的是建立從源到目的IP地址的連接——LSP ， 報(bào)文進(jìn)入LSP后通過標(biāo)簽交換到達(dá)目的地 。它原本是為了支持IP Over ATM ， 實(shí)現(xiàn)二者的無縫融合而提出的 ， 現(xiàn)在已被認(rèn)為是IP組網(wǎng)的重要手段 。對(duì)于路由器來說 ， 本想利用MPLS標(biāo)簽交換定長(zhǎng)查找的特點(diǎn) ， 提高轉(zhuǎn)發(fā)性能 ， 但如前面所說 ， IP地址查表能力已經(jīng)能夠充分滿足需要 ， 現(xiàn)在更看重的是MPLS提供的面向連接的方式和多層標(biāo)簽棧所帶來的靈活性 。
IP網(wǎng)絡(luò)是采用“非實(shí)時(shí)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”機(jī)制和“盡力傳送”機(jī)制的分組交換系統(tǒng) 。早期的路由器以“盡力傳送”機(jī)制選擇最短路徑來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組 ， 使得兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間最短路徑上的路由器和鏈路可能發(fā)生擁塞 ， 而在較長(zhǎng)路徑上的路由器和鏈路則空閑著 。這種運(yùn)行機(jī)制在傳送實(shí)時(shí)媒體信息時(shí) ， 難以保證相應(yīng)的業(yè)務(wù)質(zhì)量（QoS） 。為了承載語(yǔ)音、圖像等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù) ， 并提供不同等級(jí)服務(wù)實(shí)現(xiàn)增值 ， 需要針對(duì)不同的服務(wù)等級(jí)保證不同的質(zhì)量 。

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