Cisco 8500系列产品分析报告.doc

Cisco 8500系列产品分析报告Cisco 8500系列产品分析报告1产品定位Catalyst 8500 系列多服务交换机路由器在一个支持高级Cisco IOS 服务质量 (QoS) 和安全服务的平台中集成了多服务ATM交换以及线速多协议路由和第三层交换，并在一个模块化机箱中提供多个接口选项。Catalyst 8500 系列园区和城域网解决方案拥有可伸缩的性能、更低的拥有成本以及基于内部网的应用特性，可以提供增加的企业生产力。通过将最佳的路由、千兆位以太网交换和ATM交换结合到单一平台中，Catalyst 8500 系列消除了网络管理员面临的技术选择难题，并简化了技术之间的汇合。Catalyst 8500系列包括模块化的Catalyst 8510 (10 Gbps, 5插槽)和模块化的Catalyst 8540 (40 Gbps, 13插槽)交换机。两种交换机均实施了Cisco IOS软件，可以提供广泛的网络服务，包括可靠性、安全行、管理、QoS及CiscoAssure政策联网。2产品介绍特性Catalyst 8510 Catalyst 8540固定的局域网端口1端口以太网(用于带外管理)1端口以太网(用于带外管理)管理端口2端口串行(EIA/TIA-232)2端口串行(EIA/TIA-232)模块化插槽513可堆叠否否共享内存10 Gbps40 Gbps闪存8MB(缺省)20MB(最大)8MB(缺省)20MB(最大)DRAM64MB256MB电源可选的冗余电源可选的冗余电源规格(长宽高)10.5x17.2x18.14 in.25.25x17.3x18.25 in.3产品功能及关键特性 在一个机箱中集成了多种接口包括ATM、POS、千兆以太网接口，并且在这些端口之间可以进行线速3层交换， 非常适合集成的线速多服务ATM交换 非常适合集合多个配线间或工作组交换机(例如catalyst 5000)或分布/服务器集合交换机(例如catalyst 5000 系列)的多协议流量。 为IP、IPX和IP多点传送提供无阻塞路由，同时为不可路由的协议(例如NetBIOS和DECnet局域传输LAT)提供线速第二层交换 支持HSRP（ Cisco Hot Standby Router Protocol），也就是VRRP（Virtual Redundant Router Protocol）协议的CISCO版 支持的路由协议有RIP、OSPF、IGRP、EIGRP、BGPv4,以及NetWare Link Services Protocol(NLSP) 通过协议不相关的多点传送(PIM sparse and Dense)、Internet群组管理协议(IGMP)、Cisco 群组管理协议(CGMP)和GARP多点传送注册协议(GMRP)提供有效的内部网多媒体和多点传送支持，支持CGMP、IGMP、CDP协议 Gigabit EtherChannel支持，最大4个全双工端口捆绑 各个单板允许热插拔 支持第3层交换的线路卡上的路由表允许有16K、64K或256K 支持每个流一个队列，WRR调度以及根据每个流队列设阀值，流的识别可以是IP源/目的地址也可以是加上TCP/UDP端口的识别规则或者是基于RSVP的流 支持流量分类、整理和策略设置功能，支持RSVP 支持TACACS+，RADIUS，Kerberos encrypted passwords,Lock and Key features,MD5 router authentication 子网之间具有ACL访问控制 高可靠性，支持交换结构、CPU和电源冗余 第3层转发性能，8510为6MPPS，8540为24MPPS 属于分布式路由方式，即路由全部在线路卡上完成 最主要的特点就是在一个机箱中集合ATM、POS和以太网技术和具有丰富的QOS4产品接口10/100M BaseTRJ-45接口100M BaseFX接口1000M接口1000M BaseSX1000M BaseLX/LH1000M BaseZXATM接口OC-48 2.5G接口（多模、单模）OC-12 622M接口（多模、单模）OC-3 155M接口（多模、单模）POS接口OC-12 622M接口（单模）其他接口E1/T15产品规范以太网相关规范：IEEE 802.3,IEEE 802.3uIEEE 802.3Z, IEEE 802.3x,IEEE 802.3adIEEE 802.1Q VLAN TrunkingIEEE 802.3p,IEEE 802.3dIGMP snoopingGeneric Address Resolution Protocol(GARP) Multicast Registration Protocol(GMRP)Inter-Switch Link(ISL) Trunking ProtocolVirtual LAN Trunking Protocol(VTP)路由相关规范：EIGRP,IGRP,OSPF V2,RIP V1,V2,IGRP,EIGRP,BGPv4IPX RIP,Novell RIP, NetBIOS,IPX SAPNetWare Link Services Protocol(NLSP)HSRP(Hot Standby Router Protocol)CGMP(Cisco Group Management Protocol)ICMP(Internet Control Message Protocol)IGMP(Internet Group Management Protocol)PIM(Protocol Independent Multicast)(sparse and dense mode)DVMRP(Distance Vector Multicast Routing Protocol)RSVPAppletalk，DECnet安全性规范：TACACS+RADIUSMD5 route authentication管理规范：Cisco Discovery Protocol(CDP)SNMP v2RMON(rfc 1757)RMON2(rfc2021)Bridge Mangement Information Base(MIB) (rfc1493)IF-MID(rfc 1573)MIB II(rfc 10213)Ethernet MIB(rfc 1643)Bridge MIB(rfc1493)CISCO-STACK-MIBCISCO-VTP-MIBCISCO-CDP-MIBCISCO-PAGP-MIBCISCO-STP-Extensions-MIBCISCO-VLAN-Bridge-MIBCISCO-VLAN-Membership-MIBENTITY-MIB(rfc 2037)HC-RMONSMON-MIBATM规范：Rfc 1483ATM forum LANE v1.0 LEC,LECS,LES,BUSATM forum LUNI v2.0 LECUNI 3.0/3.1, Q.2931UNI 4.0ILMIAtoM MIB (rfc 1695)LEC MIB(ATM Forum LANE v1.0)Cisco LECS,LES/BUS MIBILMI MIBPOS规范RFC2615 Point-to-oint Protocol(PPP) over SONET/SDH其他：BOOTPTFTPDHCP(Dynamic Host Configuration Protocol Relay)GDP(Gateway Discovery Protocol)IRDP(ICMP Router Discovery Protocol)6多业务交换工作原理下图是CISCO 8510的板位示意图8510配置了两个电源模块和5个插槽，其中第3个插槽插Switch Router Processor或者Multiservice Switch Router Processor板卡，这块板卡上运行路由协议（对于Multiservice Switch Router Processor时，还运行ATM的信令等），10G的交换芯片也在这个板卡上，其余4个插槽可以插线路卡或者一个ATM 路由卡。当配置为Switch Router Processor加上线路卡时，这个8510是一个纯粹的多层以太网交换机，当配置为Multiservice Switch Router Processor加上线路卡时，根据分析线路卡中的以太网接口之间可以形成一个3层IP包交换和2层MAC帧交换的多层以太网交换机，ATM或POS接口之间可以形成信元交换的ATM交换机，但是ATM接口与以太网接口之间无法进行数据交换，如果某个线路卡换成ATM路由模块，则ATM接口与以太网接口之间可以通过这个ATM路由模块进行数据交换（只能是RFC1483），形成一个综合多业务交换机。下图是CISCO 8540的板位示意图8540配置了两个电源模块和13个插槽（从0开始编号），其中第4个插槽插主用Router Processor或者Multiservice Router Processor板卡，第8个插槽插备用板卡，这块板卡上运行路由协议（对于Multiservice Router Processor时，还运行ATM的信令等），第5和7个插槽插主用Swith Processor或者Multiservice Switch Processor板卡，第6个槽位插一块备用板卡，40G的交换芯片在这个板卡上（估计是20G一个板卡），其余8个插槽可以插线路卡或者最多两个ATM 路由卡。当配置为Switch Processor加Router Processor加上线路卡时，这个8540是一个纯粹的多层以太网交换机，当配置为Multiservice Switch Processor加Multiservice Router Processor加上线路卡时，根据分析线路卡中的以太网接口之间可以形成一个3层IP包交换和2层MAC帧交换的多层以太网交换机，ATM或POS接口之间可以形成信元交换的ATM交换机，但是ATM接口与以太网接口之间无法进行数据交换，如果某一个或两个线路卡换成ATM路由模块，则ATM接口与以太网接口之间可以通过该ATM路由模块进行数据交换（包括RFC1483和LANE），形成一个综合多业务交换机。根据上面的分析，在8500系列交换机中存在4类交换：1）VLAN内部的2层MAC帧转发；2）3层IP包交换；3）ATM信元交换；4）以太网接口与ATM、POS接口之间的IP包或者MAC帧与ATM信元之间的转换和交换。1） VLAN内部的2层MAC帧转发这与普通的2层或多层交换机中的2层MAC帧转发的原理是一致的。首先应该在线路卡的CAM中存放着MAC转发表（与路由表放在一起），当线路卡上进入一个MAC帧时，首先判断这个帧的目的地址是否是该VLAN被声明为路由器的MAC地址，如果不是则是第2层转发，则查找MAC地址转发表，如果找到目的MAC地址对应的表项则根据表项交换到相应的出口线路卡，否则洪泛到同一VLAN的所有出口。2） 3层IP包交换IP路由协议在Router Processor卡上完成，生成转发表（FIB），然后下载到每个线路卡上的CAM中，所以每个线路卡上有一个完整的路由转发表，当线路卡上进入一个MAC帧时首先判断该帧的目的MAC地址是否是该VLAN被声明为路由器的MAC地址，如果是则是第3层IP包交换，则在本地的路由转发表进行最长匹配，然后对IP包头进行处理（TTL减1，重新计算校验和等等），最后再对MAC帧头进行处理，转发出去。3） ATM信元交换这个与普通的ATM交换机的信元交换完全一致，交换方式可以是PVC也可以是SVC。4）以太网接口与ATM、POS接口之间的IP包或者MAC帧与ATM信元之间的转换和交换 这项功能由ATM路由模块完成，这里只讨论数据包从以太网接口到ATM接口的交换过程。以太网接口和ATM接口之间的交换可以配置成RFC1483也可以是LANE（8510只能是RFC1483），以配置成RFC1483为例，采用的是LLC/SNAP封装，封装的是IP/IPX协议。7产品板卡分类介绍7.1 ATM路由模块（8540）只适用于8540，无外部接口，是一个中继ATM信元，完成路由功能的模块，主要的特点是在一个机箱内实现了ATM和3层接口之间的互联，允许第3层数据流在ATM和3层接口之间无缝通过。使得同一网络内产品数量减少，简化了网络设计以及降低了组网成本。根据分析，应该是在一个8540的机箱内插入一些普通的ATM接口卡（只提供ATM信元交换功能），和一些千兆或10/100M以太网接口卡，这些以太网接口卡自带路由表，能够进行第3层路由，通常ATM接口之间的数据交换直接是信元交换，不经过ATM路由模块，以太网接口之间的数据交换直接是IP交换，也不经过ATM路由模块，但是当ATM接口与以太网接口之间进行数据交换时，则需要经过ATM路由模块，ATM路由模块可以配置成RFC1483和LANE方式。提供在线插拔功能，支持2层交换，支持CGMP、IGMP、HSRP、CDP协议。在8540的机箱中最多可以配置2个ATM路由模块，每个模块提供2G的第3层接口到ATM接口的吞吐量。7.2 ATM路由模块（8510和LS1010）适用于8510和LS1010，无外部接口，是一个中继ATM信元，完成路由功能的模块 主要的特点是在一个机箱内实现了ATM和3层接口之间的互联，允许第3层数据流在ATM和3层接口之间无缝通过。使得同一网络内产品数量减少，简化了网络设计以及降低了组网成本。根据分析，应该是在一个8510的机箱内插入一些普通的ATM接口卡（只提供ATM信元交换功能），和一些千兆或10/100M以太网接口卡，这些以太网接口卡自带路由表，能够进行第3层路由，通常ATM接口之间的数据交换直接是信元交换，不经过ATM路由模块，以太网接口之间的数据交换直接是IP交换，也不经过ATM路由模块，但是当ATM接口与以太网接口之间进行数据交换时，则需要经过ATM路由模块，ATM路由模块只能配置成RFC1483方式。提供在线插拔功能，支持2层交换，支持CGMP、IGMP、HSRP、CDP协议。在8510的机箱中最多可以配置1个ATM路由模块，每个模块提供1G的第3层接口到ATM接口的吞吐量。7.3 ACL子卡（8540）只适用于8540，ACL子卡与10/100Basetx、100BaseFX和千兆以太网接口模块一起使用，该子卡提供数据面的ACL控制功能，包括IP和IPX数据流控制。7.4 ACL子卡（8510和LS1010）只适用于8540，ACL子卡与10/100Basetx、100BaseFX和千兆以太网接口模块一起使用，该子卡提供数据面的ACL控制功能，包括IP和IPX数据流控制。7.5 带增强千兆以太网端口的ATM上联模块只适用于8540，集成了一个千兆接口和一个ATM接口（OC-12C或者OC-3C接口），这两个接口均支持线速路由功能，即该模块自带路由表，含有路由功能，能够在这两个端口之间进行线速路由，同时这两个接口也能够通过交换结构与其他接口（包括千兆接口、ATM接口、POS接口）之间进行线速路由，也就是说进入交换接口的数据是IP包，路由表的容量分为64K和256K两种，模块内嵌入ACL功能。支持的路由协议有RIP、OSPF、IGRP、EIGRP、BGPv4，支持CGMP、IGMP、HSRP、CDP协议。7.6 带增强千兆以太网端口的POS上联模块 只适用于8540，集成了一个千兆接口和一个OC-12 POS接口，这两个接口均支持线速路由功能，即该模块自带路由表，含有路由功能，能够在这两个端口之间进行线速路由，同时这两个接口也能够通过交换结构与其他接口（包括千兆接口、ATM接口、POS接口）之间进行线速路由，也就是说进入交换接口的数据是IP包，路由表的容量分为64K和256K两种，模块内嵌入ACL功能。支持的路由协议有RIP、OSPF、IGRP、EIGRP、BGPv4，支持CGMP、IGMP、HSRP、CDP协议。POS接口支持透明桥（PPP/HDLC封装）7.7 增强型2端口千兆以太网模块只适用8540，提供在OC-12 POS上联端口和千兆以太网端口之间线速路由功能，支持的路由协议有RIP、OSPF、IGRP、EIGRP、BGPv4，模块内嵌入ACL功能，提供大路由表，包括16K、64K、256K3个级别，采用模块内的处理器提供QOS功能。支持最大4条链路的Gigabit EtherChannel 功能，千兆接口模块化，提供LX/LH/ZX接口，距离为550米-100KM，提供在线插拔功能，支持2层VLAN和交换，支持CGMP、IGMP、HSRP、CDP协议。7.8 ATM OC-48C超级端口适配模块适用于8540，包括提供2个OC-48C ATM端口的模块和提供一个OC-48C ATM端口和4个OC-12C ATM端口的模块。其中接口分为中距离接口，可达15KM和长距离接口可达80KM。7.9 16端口OC-3C ATM模块适用于8540，主要特点是端口密度大，适用于园区内的应用。7.10 4端口OC-12C ATM模块适用于8540，包括单模和多模模块。7.11 8端口千兆以太网本地交换线路卡适用于8510和LS1010，它向用户侧提供8个千兆以太网端口，内部则是采用2个聚集（TRUNK）千兆以太网端口接入到交换结构中去，相当于一个2层的小交换机，但是只能是8个用户侧的端口互相转发2层的数据帧，或者8个用户侧的端口转发数据帧通过2个聚集的内部连接用的千兆以太网端口到主交换结构，相当于4：1集线配置。该板卡提供板内2层交换和生成树协议，支持VLAN，但是属于VLAN的数据帧需要通过主交换结构进行处理，支持3层交换，属于需要第3层交换的数据帧需要通过主交换结构进行处理。支持CGMP、IGMP、HSRP、CDP协议。支持ACL子卡。7.12 2端口千兆以太网接口模块适用于8540，支持线速3层交换，提供16K或者64K的路由表，支持ACL子卡，支持最大4条链路的Gigabit EtherChannel 功能，千兆接口模块化，支持GBIC接口，距离为550米-100KM，提供在线插拔功能，支持2层VLAN和交换，支持CGMP、IGMP、HSRP、CDP协议。支持的路由协议有RIP、OSPF、IGRP、EIGRP、BGPv4。7.13 4端口E1 帧中继适配卡适用于8540、8510以及LS1010（ATM交换机）提供4个E1接口。7.14 8端口T1/E1反向ATM复用端口适配模块适用于8540、8510和LS1010。7.15 Switch Router Processor(8510)只适用于8510，主要完成主控板和交换板的功能，10G的交换芯片在这块板上，该板子在8510中允许有主备各一块，从说明中来看配置了该板卡加上一些接口卡组成（这些接口卡可能是提供ATM接口，但是这些ATM接口卡上带路由表，从接口卡进入交换芯片时已经是纯粹的IP数据包了）的8510纯粹是一台3层的以太网交换机。该板卡上的CPU为MIPS R4600。7.16 Multiservice Switch Router Processor(8510)只适用于8510，主要完成主控板和交换板的功能，并且运行路由协议和ATM信令等，10G的交换芯片在这块板上，该板子在8510中允许有主备各一块，从说明中来看配置了该板卡加上一些普通ATM接口卡组成的8510纯粹是一台ATM交换机。当然在这台8510中也可以配置以太网接口卡，根据分析，如果以太网接口与ATM接口需要进行数据交换的话，还需要ATM路由模块卡辅助。MSRP卡上的CPU为MIPS