集中式三層交換機設(shè)備軟件模塊的設(shè)計與實現(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，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30Gbps以上，同時能像路由器那樣處理三層報文。雖然與骨干網(wǎng)上的路由器相比，三層交換機沒有提供豐富的物理接口類型，沒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，三層交換機擁有的高交換帶寬，更能滿足匯聚層對數(shù)據(jù)交換能力的需要。 三層交換機的常見交換架構(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)勢所在。 本文講述了我在北京港灣網(wǎng)絡(luò)有限公司實習(xí)時所參與開發(fā)的集中式三層交換機。首先介紹了此三層交換機中的硬件轉(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)報文的主要流程。接下來講述了此交換機中供硬件轉(zhuǎn)發(fā)使用的存儲結(jié)構(gòu)，包括TCAM、RAM及二者的協(xié)作關(guān)系。 本文并沒有詳細介紹各芯片處理數(shù)據(jù)報文的過程，以及芯片在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報文時所用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而是重點講述了接口管理和內(nèi)存管理兩個軟件模塊的設(shè)計及實現(xiàn)。它們都是交換機中重要的管理模塊，它們的設(shè)計借鑒了Linux內(nèi)核以及面向?qū)ο蟮乃枷?，具有較強的可擴展性和可移植性。 接口管理模塊管理著交換機中的所有接口