集中式三層交換機設備軟件模塊的設計與實現(xiàn).pdf

1、三層交換技術將傳統(tǒng)的二層轉發(fā)和路由技術結合起來，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有集中式和分布式兩種。傳統(tǒng)的集中式

2、交換架構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發(fā)方面的性能不盡人意。但隨著高性能轉發(fā)芯片的出現(xiàn)及TCAM的引入，主控板的轉發(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而言，集中式交換架構的接口板成本很低，這更是它的優(yōu)勢所在。 本文講述了我在北京港灣網(wǎng)絡有限公司實習時所參與開發(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發(fā)芯片，包括G750系列轉發(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發(fā)使用的存儲結構，包括TCAM、RAM及二者的協(xié)作關系。 本文并沒有詳細介紹各芯片處理數(shù)據(jù)報文的過程，以及芯片在轉發(fā)數(shù)據(jù)報文時所用到的數(shù)據(jù)結構，而是重點講述了接口管理和內存管理兩個軟件模塊的設計及實現(xiàn)。它們都是交換機中重要的管理模塊，它們的設計借鑒了Linux內核以及面向對象的思想，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