路由器原理與設(shè)計講稿3-IPv6路由器設(shè)計實例.ppt

1、路由器原理與設(shè)計之三： IPv6路由器設(shè)計實例,蘭 巨 龍 E-mail:,中國人民解放軍信息工程大學(xué)信息工程學(xué)院,新一代IP網(wǎng)絡(luò)的特征,寬容傳輸帶寬 分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?主動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 新一代IPv6協(xié)議,國內(nèi)IPv6技術(shù)研究現(xiàn)狀,1. 課題需求說明,2. 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu),3. 系統(tǒng)接口設(shè)計,4. 子系統(tǒng)描述,IPv6路由器研究內(nèi)容,總體目標(biāo),研究內(nèi)容,1. 課題需求說明,線路接口：實現(xiàn)對外2.5G POS,千兆以太網(wǎng)接口 和155M ATM接口功能 轉(zhuǎn)發(fā)處理：實現(xiàn)包的轉(zhuǎn)發(fā)功能 交換網(wǎng)絡(luò)：包的交換、調(diào)度、QoS實現(xiàn) 主 控：協(xié)議處理、路由計算、設(shè)備管理和網(wǎng)管 內(nèi)部通信：保證各個模塊間有效通信,功能需求

2、：,1. 課題需求說明,模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有平滑的可升級能力 系統(tǒng)支持熱插拔，便于運行維護(hù) 核心交換單元、主控單元、電源系統(tǒng)等關(guān)鍵部件支持冗余設(shè)計 端口轉(zhuǎn)發(fā)線速率達(dá)2.5G比特級 等效分組轉(zhuǎn)發(fā)率大于20Mpps 等效背板交換結(jié)構(gòu)容量不小于40Gbps 業(yè)務(wù)流優(yōu)先級分類不小于8 路由轉(zhuǎn)發(fā)表容量大于512K 可根據(jù)用戶需求靈活配置2.5G POS接口，1000M以太網(wǎng)接口， 155M基于PVC的ATM接口,性能需求：,1. 課題需求說明,支持IPv6相關(guān)協(xié)議，能夠通過接口、通信規(guī)程、協(xié)議一致性、 性能、可靠性、管理功能、環(huán)境、互操作性等各種測試 環(huán)境和機械要求：工作電源22022伏（50赫），溫度

3、和相 對濕度參照GB9813-88中的級要求，電磁兼容性參照 GJB361.1-87要求，MTBF不小于2400小時，MTTR小于1小時 時鐘：3級時鐘標(biāo)準(zhǔn) 網(wǎng)管設(shè)計：支持Shell方式和Windows窗口的網(wǎng)絡(luò)管理 自測性：調(diào)試測試與整機自測 可維護(hù)性：熱插拔、主控和交換網(wǎng)絡(luò)的熱備份 安全性：系統(tǒng)配置的安全保證和防止強流量攻擊的安全保證,性能需求續(xù)：,1. 課題需求說明,1. 課題需求說明,2. 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu),3. 系統(tǒng)接口設(shè)計,4. 子系統(tǒng)描述,IPv6路由器研究內(nèi)容,2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu),高 速 交 換 網(wǎng) 絡(luò)（主備）,內(nèi) 部 通 信,主控 / 管理模塊,主 控 模 塊 （主/備）,

4、多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng),光連接,以太網(wǎng),線路接口 子系統(tǒng),多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng),線路接口 子系統(tǒng),多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng),線路接口 子系統(tǒng),外部接口,外部接口,操作維護(hù)臺,外部接口,2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)軟件結(jié)構(gòu),主控處理機 750,主控處理機 750,操作維護(hù)臺,接口轉(zhuǎn)發(fā) 處理機 860T,0,內(nèi)部以太網(wǎng),接口轉(zhuǎn)發(fā)硬件,接口轉(zhuǎn)發(fā) 處理機 860T,7,接口轉(zhuǎn)發(fā)硬件,交換網(wǎng)絡(luò) 處理機 860T,0,接口轉(zhuǎn)發(fā)硬件,交換網(wǎng)絡(luò) 處理機 860T,1,接口轉(zhuǎn)發(fā)硬件,2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)機架結(jié)構(gòu),2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)邏輯框圖,拆鏈路層封裝！,拆物理層封裝！,你是數(shù)據(jù)包還是協(xié)議包？,我是數(shù)據(jù)包！,高 速 交 換 網(wǎng) 絡(luò)（主

5、備）,內(nèi) 部 通 信 子 系 統(tǒng),主控 / 管理模塊,主 控 模 塊 （主/備）,多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng),光連接,以太網(wǎng),線路接口 子系統(tǒng),多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng),線路接口 子系統(tǒng),多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng),線路接口 子系統(tǒng),外部接口,外部接口,外部接口,操作維護(hù)臺,2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)邏輯框圖,請查表，我從哪個端口出去？,你從第7端口出去！,2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)邏輯框圖,2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)劃分,2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)劃分,線路接口子系統(tǒng) 轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng) 交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) 主控子系統(tǒng) 內(nèi)部通信子系統(tǒng),包括2.5G POS接口、1000M以太網(wǎng)接口和155M ATM接口，主要實現(xiàn)路由器接口上物理層和鏈路層的功

6、能,實現(xiàn)第三層處理，包括IP包的線速轉(zhuǎn)發(fā)、過濾與安全監(jiān)測、包的優(yōu)先級分類、組播報文的識別與加貼標(biāo)簽、內(nèi)部報文格式的形成,實現(xiàn)報文的交換、為不同級別的業(yè)務(wù)提供不同的服務(wù)等級,路由計算、對設(shè)備進(jìn)行配置、控制、實現(xiàn)網(wǎng)管功能,實現(xiàn)各個功能板與主控之間 的信息交換,1. 課題需求說明,2. 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu),3. 系統(tǒng)接口設(shè)計,4. 子系統(tǒng)描述,IPv6路由器研究內(nèi)容,3.系統(tǒng)接口設(shè)計,1. 外部接口,2. 內(nèi)部接口,3.系統(tǒng)接口設(shè)計外部接口,1. 傳輸接口,2. 串口,2.5GSDH16光接口,千兆以太網(wǎng)接口,155兆ATM接口,220V直流或-48V交流,傳輸接口,串口,SNMP網(wǎng)管接口,telnet遠(yuǎn)

7、程訪問接口,3.系統(tǒng)接口設(shè)計內(nèi)部接口,B口線路接口子系統(tǒng)多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng) C口多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng)高速交換網(wǎng)絡(luò) D口高速交換網(wǎng)絡(luò)多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng) E口多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng)線路接口子系統(tǒng) F口功能板處理機主控處理機,3.系統(tǒng)接口設(shè)計內(nèi)部接口,1. 課題需求說明,2. 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu),3. 系統(tǒng)硬件接口設(shè)計,4. 子系統(tǒng)描述,5. 運行設(shè)計及其它,105 工程A概要設(shè)計說明書,4.子系統(tǒng)描述,4.子系統(tǒng)描述-線路接口子系統(tǒng),線路接口子系統(tǒng)包括：,2.5G STM-16 POS接口 1000兆以太網(wǎng)接口 155M ATM接口 板級軟件,實現(xiàn)物理層、鏈路層功能,4.子系統(tǒng)描述-線路接口子系統(tǒng),1

8、000兆以太網(wǎng)接口功能：,物理層處理 MAC層處理 分離/合路協(xié)議和數(shù)據(jù)包 IP包/B口數(shù)據(jù)格式相互轉(zhuǎn)換 MAC地址查表 組播實現(xiàn),155兆ATM接口功能：,物理層處理 ATM層處理、AAL層處理 分離/合路協(xié)議和數(shù)據(jù)包 IP包/B口數(shù)據(jù)格式相互轉(zhuǎn)換 IP地址VPI/VCI轉(zhuǎn)換 ATM信令處理 組播實現(xiàn),4.子系統(tǒng)描述-線路接口子系統(tǒng),4.子系統(tǒng)描述-線路接口子系統(tǒng),板級軟件的功能：,單板硬件配置、監(jiān)測與管理 接口協(xié)議的部分功能 協(xié)議數(shù)據(jù)的收集與上報 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的個別功能 性能數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的收集與上報,4.子系統(tǒng)描述-線路接口子系統(tǒng),板級軟件邏輯框圖：,操 作 系 統(tǒng),板間通信 模塊,板

9、級支撐 模塊,單板應(yīng)用,4.子系統(tǒng)描述,多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng)的功能：,包頭處理 路由查表、確定輸出端口 路由表維護(hù) 安全性檢查 優(yōu)先級分類 形成內(nèi)部全路由分組 對轉(zhuǎn)發(fā)的報文加入內(nèi)部標(biāo)簽 負(fù)荷分擔(dān) 報文統(tǒng)計,4.子系統(tǒng)描述多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng),4.子系統(tǒng)描述多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng),多功能轉(zhuǎn)發(fā)處理子系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)：,采用大容量TCAM芯片實現(xiàn)單播表、組播表 將下一跳查表放在線路接口模塊 采用動態(tài)管理技術(shù)對路由表結(jié)構(gòu)進(jìn)心維 護(hù)，保證最長匹配的實現(xiàn) 采用隨機分配原則實現(xiàn)負(fù)荷分擔(dān)，避免報 文錯序,4.子系統(tǒng)描述,高速交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的功能：,按優(yōu)先級進(jìn)行高速報文交換 組播實現(xiàn) 高速調(diào)度 緩存器管理,4.

10、子系統(tǒng)描述高速交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng),4.子系統(tǒng)描述,內(nèi)部通信子系統(tǒng)的功能：,4.子系統(tǒng)描述內(nèi)部通信子系統(tǒng),保證路由器各個電路板間的信息交互,4.子系統(tǒng)描述內(nèi)部通信子系統(tǒng),主用中央控制,內(nèi) 置 式 ETHERNET 交換機,0 接口板,1 接口板,1高速 交換網(wǎng)絡(luò),備用中央控制,操作維護(hù)臺,100M ETHERNET,0高速 交換網(wǎng)絡(luò),7 接口板,100M ETHERNET,4.子系統(tǒng)描述,4.子系統(tǒng)描述主控子系統(tǒng),主控子系統(tǒng)的功能：,支撐軟件的實現(xiàn) 協(xié)議分析(包括路由協(xié)議、QoS、Ipsec、組播等) 路由計算 網(wǎng)管的實現(xiàn),4.子系統(tǒng)描述主控子系統(tǒng),軟件運行環(huán)境,4.子系統(tǒng)描述主控子系統(tǒng),主控軟件的基本結(jié)構(gòu)圖,4.子系統(tǒng)描述主控子系統(tǒng),支撐軟件的功能：,高可用性模塊 主備切換模塊 系統(tǒng)操作與維護(hù)模塊 路由轉(zhuǎn)發(fā)表管理 協(xié)議支持模塊 操作系統(tǒng)OS,輸入消息處理 輸出消息處理 功能板數(shù)據(jù)處理 功能板狀態(tài)處理 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理 數(shù)據(jù)訪問接口 系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問函數(shù)