集中式三層交換機(jī)設(shè)備軟件模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、三層交換技術(shù)將傳統(tǒng)的二層轉(zhuǎn)發(fā)和路由技術(shù)結(jié)合起來(lái)，特別適合匯聚層的需要。它擁有二層交換的高速數(shù)據(jù)處理能力，交換帶寬可達(dá)30Gbps以上，同時(shí)能像路由器那樣處理三層報(bào)文。雖然與骨干網(wǎng)上的路由器相比，三層交換機(jī)沒(méi)有提供豐富的物理接口類(lèi)型，沒(méi)有支持那么完善的路由協(xié)議，但匯聚層在這兩方面的需求并不苛刻。更為重要的是，三層交換機(jī)擁有的高交換帶寬，更能滿足匯聚層對(duì)數(shù)據(jù)交換能力的需要。 三層交換機(jī)的常見(jiàn)交換架構(gòu)有集中式和分布式兩種。傳統(tǒng)的集中式

2、交換架構(gòu)由于受到主控板三層交換芯片及CPU處理能力的限制，在處理三層報(bào)文及跨板轉(zhuǎn)發(fā)方面的性能不盡人意。但隨著高性能轉(zhuǎn)發(fā)芯片的出現(xiàn)及TCAM的引入，主控板的轉(zhuǎn)發(fā)速度有了顯著提高，能夠滿足大多數(shù)匯聚層的需求。相對(duì)于那些分布式交換架構(gòu)而言，集中式交換架構(gòu)的接口板成本很低，這更是它的優(yōu)勢(shì)所在。 本文講述了我在北京港灣網(wǎng)絡(luò)有限公司實(shí)習(xí)時(shí)所參與開(kāi)發(fā)的集中式三層交換機(jī)。首先介紹了此三層交換機(jī)中的硬件轉(zhuǎn)發(fā)芯片，包括G750系列轉(zhuǎn)發(fā)芯片、芯片與C

3、PU的接口以及芯片處理數(shù)據(jù)報(bào)文的主要流程。接下來(lái)講述了此交換機(jī)中供硬件轉(zhuǎn)發(fā)使用的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括TCAM、RAM及二者的協(xié)作關(guān)系。 本文并沒(méi)有詳細(xì)介紹各芯片處理數(shù)據(jù)報(bào)文的過(guò)程，以及芯片在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)所用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而是重點(diǎn)講述了接口管理和內(nèi)存管理兩個(gè)軟件模塊的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。它們都是交換機(jī)中重要的管理模塊，它們的設(shè)計(jì)借鑒了Linux內(nèi)核以及面向?qū)ο蟮乃枷?，具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性和可移植性。 接口管理模塊管理著交換機(jī)中的所有接口