核心路由器发展趋势(2)

作者: 佚名 出处:网侠2007　2008-05-09 15:42　   砖    好    评论  条 　进入论坛

阅读提示：为了提高路由器的性能，满足未来网络发展的需要，处于Internet骨干位置的核心路由器进行了一个又一个的技术变革。目前无论从整体的系统结构还是细微的实现方面都与传统路由器有着很大的差别。

Crossbar是交换结构的核心部分。Crossbar的容量是非常灵活的，理论上可以随着端口数的增加无限增长。目前已经有许多IC公司宣布可以提供从最常用的40G交换矩阵到T级规模的交换矩阵产品。

以硬件查找路由表代替软件查表

传统的基于软件的路由查找策略，如树或哈希算法，其执行过程都是相当慢的，而且与路由表的大小相关联。所以，这些方法只能用于比较小的、性能较低的包转发应用。

采用哈希算法和树相结合的方法通常可以减少每次搜索对寄存器的访问次数。例如，动态编程和附加二级查找树可以减少路由查找需要的访问次数。尽管这种方式可以使得查找过程流水线化，但是数据结构的高度优化和压缩使得路由表的更新需要花费更多的寄存器访问和处理器周期。当路由表增大时，这个值还会增加。在路由表更新时，输入的数据包必须被缓存或丢弃，降低了路由器的性能。

另外，基于软件查找和更新路由表的不确定性增加了包传输时的抖动，因此必须进行包的缓存，在高速率时还会造成丢包。

因此，为了适应网络的发展，理想的包转发方案必须能够不但保证线速的数据转发速率，并且要提供足够大的路由表来满足下一代的路由设备的需要（在边界位置应达到512K）。同时它还要能够以很小的更新时延来处理长时间的突发路由表更新。尽管通常路由表的更新为每秒几百次，但瞬间突发更新则可能会高出很多。

要解决这个问题，目前来看最为有效的办法是采用专门的协处理器结合内容寻址寄存器CAM来完成快速路由查找或更新。下一代网络发展的总体趋势必然是带宽的迅速增长和速度的不断提高。核心路由器这个中心节点的交换容量也必然会以几十～几百倍的速度增长。这时，路由器的发展就会面临两个问题：

1、核心路由器的端口数量大大增加。按照一个交换容量为160G的系统计算，如果都采用速率为OC192的线卡，则系统中线卡的数量将达到64个。为了容纳如此多的线卡，路由器的体积不可避免的会变得非常之庞大。

2、线卡数量的增加及每个线卡上数据速率的提高都对路由器背板的设计提出了更高的要求，需要更多的屏蔽和更多的信号层，也就是更厚的背板。这样的要求显然是不可能实现的。

这两个问题的解决方法都是相同的，也就是试图将线卡和交换系统分离开来。目前，许多Switch Fabric的制造商已经在其产品中采用了一种称为SERDES的接口来连接位于线卡上的TM单元和交换板上的Crossbar。SERDES接口是一种类似SDH标准的接口，在其数据帧中也分为开销和净荷两部分。其中开销字节传输的是一些请求信息或流控信息。在交换板上，各输入端口的同步通过SERDES数据帧中传递的同步时钟来保证。SERDES接口虽然现在还没有被NP论坛接受为一种通用的接口标准，但它的出现为以后实现线卡与交换单元的光连接打下了基础。

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