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      網絡設備框架介紹

      來源:http://www.ptwbb.cn/news580526.html發布時間:2021-03-25 10:56:00

      網絡設備框架介紹

      直接上圖,二層轉發和三層轉發


      思考:

      1、這種網絡結構包括交換機,路由器,防火墻等等,這些設備每天都在接收,發送數據,從一個接口接收的數據在設備內部被轉發到另一個接口?設備的組成成分包括哪些?部件如何一起工作呢?交換機內部的消息如何從一個接口轉發到另一個接口?

      初識框式設備硬件模塊


      為方便理解網絡設備內部的各個功能模塊,以S12700E-8為例講解典型網絡設備的構架:

      • 主控板(MPU,Main Processing Unit):負責整個系統的控制平面。
      • 交換網板(SFU,Switch Fabric Unit):負責整個系統的數據平面。數據平面提供高速無阻塞數據通道,實現各個業務模塊之間的業務交換功能。
      • 接口板(LPU,Line Processing Unit):線路處理單元是物理設備上用于提供數據轉發功能的模塊,提供不同速率的光口、電口。
      • 交換網板、接口板上都有自己的管理芯片,與主控板共同組成整個設備的控制管理平面

      主控板


      主控板提供了整個系統的控制平面和管理平面。

      1. 該系統主要完成協議處理,業務處理,路由操作,轉發控制,業務調度,流量統計,系統安全等功能。
      2. 管理層完成了對系統運行狀態的監控、環境監測、日志和報警信息的處理、系統裝入、系統升級等功能。

      交換網板


      交換網板提供整個系統的數據平面。接口板、主控板之間通過交換網板完成通信。

      接口板


      接口板提供了不同類型(光口、電口),不同速率的接入接口,通過分布式數據平面對數據進行轉發。

      盒式設備


      不同于框式設備,盒式設備的各個業務模塊并不是獨立的硬件模塊,而是集成在一個框內。

      模塊連接邏輯圖


      • 框式設備各個模塊分為不同的單板,單板之間通過框式設備內部的連接進行通信。
      • 盒式設備內部集成了這些模塊,各個模塊之間同樣也是通過內部連接進行通信。
      • 接口板和接口板之間通過交換網板連接了起來,接口板之間的通信統一經由交換網板進行轉發。

      網絡設備邏輯構架

      網絡設備從邏輯上可以分為以下三個平面:數據平面、控制管理平面和監控平面。


      以交換機為例,設備可以分為以下的三個平面(參考RFC7426中對網絡設備平面劃分):

      • 交換機轉發平面轉換器平臺提供了高速無阻塞數據通道,實現了各業務模塊間的業務交換。交換的基本任務是在交換機的不同端口上處理和轉發各種類型的數據。諸如L2/L3/ACL/QoS/組播/安全保護等各種具體的數據處理轉發過程,都屬于交換機轉發層的任務。
      • 交換機控制平面該系統主要完成協議處理,業務處理,路由操作,轉發控制,業務調度,流量統計,系統安全等功能。開關的控制平面是用來控制和管理所有的網絡協議?刂婆_提供了處理數據臺轉發前必須的各種網絡信息和數據臺轉發查詢條目。
      • 交換機管理平面管理層完成了對系統運行狀態的監控、環境監測、日志和報警信息的處理、系統裝入、系統升級等功能。開關的管理平面是為網絡管理員提供的一種使用 TELNET, WEB, SSH, SNMP, RMON等方法來管理設備的方法,并為網絡設備的各種網絡協議提供支持、理解和執行管理命令。在需要時,管理平面必須預先設置控制平面中各種協議的相關參數,并支持控制平面在必要時進行干預。

      在華為產品具體的實現上,部分系列產品將功能組合區分為數據平面、管理平面和監控平面。

      控制平面

      • 設備的控制平面由主控板以及接口板的管理單元組成。
      • 控制臺完成系統的控制管理功能,是整個系統的中樞。該系統主要完成協議處理,業務處理,路由操作,轉發控制,業務調度,流量統計,系統安全等功能。開關的控制平面是用來控制和管理所有的網絡協議?刂婆_提供了處理數據臺轉發前必須的各種網絡信息和數據臺轉發查詢條目。


      轉發平面

      • 設備的轉發平面由交換網板以及接口板組成。
      • LPU上存在FPE(轉發引擎),其本質也是一個交換芯片,完成本接口板端口之間的交換。
      • 數據平面完成數據報文的高速處理和內部無阻塞交換。包括報文的封裝與解封裝、IPv4/IPv6/MPLS轉發處理、QoS與調度處理、內部高速交換以及各種統計。

      監控平面

      • 監控平面由主控板、接口板的監控單元構成,部分框式設備還會存在單獨的集中監控板(CMU)。
      • 監控平面獨立完成系統的環境監控,包括電壓檢測、系統上下電控制、溫度監測與風扇控制等,以保證系統的安全穩定運行,在出現單元故障的情況下及時隔離故障,保障系統其它部分的正常運行。


      好了,今天就介紹到這里,希望大家持續關注,我們明天見!

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