《路由器体系结构》PPT课件.ppt

路 由 器 体 系 结 构,烽火网络：汪涛,第一部分 什么是路由器？ 第二部分 路由器的四大组成部分 第三部分 硬件转发路由器的三种体系结构 第四部分 路由器产品的分类 第五部分 基于IP的数据网络结构简介,IP数据包的寻址与路由,每一个IP数据包独立在网络上传送，路由器根据每个IP数据包的目的IP地址，按照一定的路由选择算法确定并发送IP数据包到下一个的相邻路由器。,B,A,D,C,E,主机一,主机二,路由器IP网络的核心设备,路由器是IP网络的核心设备， IP网络的主干部分由相互连接的路由器组成，路由器的工作在TCP/IP协议的IP层。 路由器运行一定的路由协议，通过相互之间的协作将IP数据包由源地址送往目的地址。,传统的软件转发路由器,传统的路由器由一台高性能的主机加上相应的网络接口卡组成或者采用专用的嵌入式系统 转发由CPU软件完成，转发速度受CPU处理能力的限制 随着网络传输速度的不断提高，依靠软件转发的路由器逐渐成为网络的瓶颈,硬件转发路由器,由专门针对包交换设计的硬件电路来完成IP数据包的处理，速率比使用软件实现大大提高。 通过硬件实现的交换矩阵可以大大扩展路由器的端口数量。 专用的网络处理器的出现结合了硬件的高性能和软件的灵活性。,第一部分 什么是路由器？ 第二部分 路由器的四大组成部分 第三部分 硬件转发路由器的三种体系结构 第四部分 路由器产品的分类 第五部分 基于IP的数据网络结构简介,路由器的四大组成部分,线路接口：介质相关，负责物理层和数据链路层，完成物理接口、串并并串转换、数据加解扰、纠错、流控 转发引擎：路由器的核心构件，完成路由器的主要功能，即数据包的转发 路由引擎：运行路由协议，维护路由表或转发表 交换矩阵：Crossbar结构的交换核心,线路接口、转发引擎和路由引擎,转发引擎,以太网 Mac接口 控制器,POS接口 控制器,物理层 接口,物理层 接口,IP总线,以太网物理线路,POS物理线路,SDRAM,SRAM,FLASH,CPU接口,路由引擎 CPU,线路接口类型,以太网：10M（10Base-T）、100M（100Base-TX、100Base-FX）、1000M（1000Base-LX、1000Base-SX、1000Base-T）、10G POS：OC-3、OC-12、OC-48,R4001电路板,交换矩阵（一）,N x N Crossbar 交换矩阵,O/E,E/O,串转并,并转串,MAC控制器,转发引擎,交换矩阵接口,接收,发送,线卡,交换卡,交换矩阵（二）,N x N Crossbar 交换矩阵,1 2 3 4 N-1 N,1 2 3 4 N-1 N,任意输入、输出端口之间可以动态连接 类似于电话交换机,交换（路由）仲裁,路由器线路接口卡,第一部分 什么是路由器？ 第二部分 路由器的四大组成部分 第三部分 硬件转发路由器的三种体系结构 第四部分 路由器产品的分类 第五部分 基于IP的数据网络结构简介,硬件转发路由器的三种结构,总线结构：速度由总线的容量和仲裁的开销决定 共享存储器结构：速度由存储器的读写速度决定 Crossbar结构：速度由调度器决定,总线结构,总线 接口,总线 接口,总线 接口,端口1,端口2,端口n,标准总线或专用总线,总线 访问 仲裁,各端口共 享总线带 宽，数据 包通过总 线传输。,路由 引擎,至各端口,共享存储器结构,内存缓冲区,端口1,端口2,端口n,内存访问控制,路由 引擎,各端口接收的数据包先放入共享的内存缓冲区，路由引擎处理数据包头，决定其输出端口，相应的输出端口再从内存缓冲区中将数据包取出并发送出去。,Crossbar结构,N x N Crossbar 交换矩阵,1 2 3 4 N-1 N,1 2 3 4 N-1 N,任意输入、输出端口之间可以动态连接 类似于电话交换机,交换（路由）仲裁,可以采用分布式路由处理或集中式路由处理,基于Crossbar结构和分布式路由处理的路由器方案,N x N Crossbar 交换矩阵,O/E,E/O,串转并,并转串,MAC控制器,转发引擎,交换矩阵接口,接收,发送,交换总容量取决于交换矩阵,线卡,交换卡,第一部分 什么是路由器？ 第二部分 路由器的四大组成部分 第三部分 硬件转发路由器的三种体系结构 第四部分 路由器产品的分类 第五部分 基于IP的数据网络结构简介,路由器产品的分类,根据接口速率、转发速率和交换容量的不同，分为高端路由器和低端路由器 根据设备在网络中使用位置的不同，分为核心路由器和边缘路由器,烽火网络R4000系列路由器,R4001、R4101、R4202 交换容量：4.2Gbit/s 转发速率：2.5Mpps,R4001,R4101,R4202,Cisco路由器（7500系列）,7507,Cisco路由器（12000系列）,Crossbar switch fabric architecture Switching Capacity 10Gbps or 40Gbps Up to 28Mpps 8 slot card cage (7 for interfaces) Components: Switch Fabric Cards (SFC) Clock and Scheduler Cards (CSC) Route Processor (RP) Line Cards (LCs