Архитектура маршрутизатора Cisco ASR 9000ciscoclub.ru/sites/default/files/seminar_attachments/... · 2013. 11. 1. · Presentation_ID © 2008 Cisco Systems,

© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco ConfidentialPresentation_ID 1

Архитектурамаршрутизатора Cisco ASR 9000

Андрей Голованов

Системный инженер

[email protected]

mailto:[email protected]

2

© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco ConfidentialPresentation_ID

Платформа ASR 9000

1. 10-слотовое (8 LC + 2 RSP) и 6-слотовое (4 LC + 2 RSP)

2. 400 Гбит/с на слот

3. AC или DC питание

Линейные карты

Шасси

Active/Active Switch Fabric

Control Plane Redundancy

Интерфейсы 40xGE, 20xGE+2x10GE, 4x10GE, 8x10GE, 16x10GE

Модуль управления

3


1. Пропускная способность:

400 Гбит/c на слот -backplane

180Гбит/c на слот -матрица коммутации

40G/80G линейные карты

2. Carrier-class платформа

Полное резервирование

3. AC & DC питание

Модульные блоки питания

Green

6 слотов: 4 для карт + 2 для RSP

¼ стойки: 444.5 x 798.8 x 444.5 мм

10 слотов: 8 для карт + 2 для RSP

½ стойки: 444.5 x 798.8 x 933.5 мм

Платформа ASR 9000

4


MAC

FIC

NPU

NPU

NPU

NPUMAC

MAC

FIC

NPU

NPU

NPU

NPUMAC

ОС IOS XR

Распределенная обработка

пакетов на LC

Разделение Control Plane и

Data Plane

Неблокирующая матрица

коммутации

FIC

CPU BITS/DTI

Модули управленияЛинейные карты

FIC

CPU BITS/DTI

MAC

FIC

NPU

NPU

NPU

NPUMAC

CPU

Архитектура ASR 9000

MAC

FIC

NPU

NPU

NPU

NPUMAC

CPU

5


Шасси ASR 9006 и ASR 9010

RSP (0-1)

Линейные

карты (0-3, 4-7)

Блоки

вентиляторов

6 модульных

блоков питания

Вентиляция

спереди-

назад

Блоки

вентиляторов

3 модульных

блока питания

RSP (0-1)

Линейные

карты (0-3)

Забор воздуха

Вентиляция

сбоку-назад

6


ASR9000: RSP Route/Switch Processor

• Высокопроизводительный Route Processor

• Оперативная память: 4GB

• Жесткий диск: 40G HDD

• Резервирование матрицы коммутации: Active/Active

• Внешние интерфейсы

Консоль/AUX

2x 10/100/1000 Ethernet

Compact Flash

USB

BITS/DTI

7


CPU Complex Fabric Interface

Timing Domain

EOBC/Control Plane GE

CPU

4GB MEM

I/O FPGA

HDD

Mgt Eth

CF card

Console

PuntFPGA

NVRAM Boot Flash

EtherSwitch

ClockTimeFPGA

BITS

Front Panel

Arbitration

4G CF

Mgt Eth

Aux

Alarm

Crossbar

Fabric

ASIC

ArbitrationFabric

Interface

Crossbar

Fabric

ASIC

ASR9000: RSP Компоненты модуля управления

8


RSP1

Один ASICинтерфейса к

фабрике40G LC

Arbitration

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Arbitration

Fabric Interface

and VOQ

Fabric Interface

and VOQ

Fabric Interface

and VOQ

2 ASICинтерфейса к

фабрике80G LC

RSP0

4x23Gbps =92Gbps с двумя RSP,

2x23Gbps=46Gbps с одним RSP

Матрица коммутации логически разделена от RP

Физически располагается на RSP

RSP подключается к матрице коммутации так же как и линейные карты

Арбитраж и пути прохождения пакетов разнесены

Каждая линейная карта подключается и использует обе матрицы коммутации

23Gbps на каждый канал

фабрики коммутации

8x23Gbps =с двумя RSP,

4x23Gbps=92Gbps с одним

RSP

ASR9000: матрица коммутации

10


A9K-8T/4-E

A9K-40GE-B

A9K-4T-B

A9K-8T/4-E

Extended memory option8 port Ten Gig

40Gig line rate network processor

1. Производительность до 120 Гбит/c

2. Масштабируемая архитектура

-4x10GE, 8x10GE, 40xGE, 2x10GE+20GE, 16x10GE

3. Ориентация на Carrier Ethernet/Transport

4. Гибкая архитектура, основанная на сетевых процессорах

5. Опции памяти: Упрощенная, Базовая иРасширенная

больше памяти на сетевых процессорах (NP) -> большая масштабируемость

ASR9000: GE/10GE линейные карты

11


via backplane

ASR9000: линейная карта 4x10GE

10GE PHY

10GE PHY

10GE PHY

10GE PHY

NPU 0

NPU 1

NPU 2

NPU 3

Bridge FPGA 0

Bridge FPGA 1

CPU

2GB memory2GB flash

GigE EOBC

Network Clocking

XFP 3

XFP 2

XFP 1

XFP 0

Example: A9K-4T-B

RSP1

Arbitration

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Arbitration

RSP0

Fabric

Interface

4x23Gbps

fabric bandwidth

30Gbps

15Gbps

30Gbps

30Gbps

60Gbps

30Gbps,29Mpps

uni-directional

per NPU

12


via backplane

ASR9000: линейная карта 8x10GE (2:1)

10GE PHY

10GE PHY

10GE PHY

10GE PHY

10GE PHY

10GE PHY

10GE PHY

10GE PHY

NPU 0

NPU 1

NPU 2

NPU 3

Bridge FPGA 0

Bridge FPGA 1

CPU

2GB memory2GB flash

GigE EOBC

Network Clocking

XFP 3

XFP 7

XFP 2

XFP 6

XFP 1

XFP 5

XFP 0

XFP 4

Example: A9K-8T/4-B ~1.5:1

over-subscribed

RSP1

Arbitration

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Arbitration

RSP0

Fabric

Interface

4x23Gbps

fabric bandwidth

30Gbps

15Gbps

30Gbps

30Gbps

60Gbps

30Gbps,29Mpps

uni-directional

per NPU

13


L3 Control Plane Overview

LDP RSVP-TEBGP

ISIS

OSPF

EIGRP

Static

FIB Adjacency

LC NPU

ARP

LSD RIB

AIB

SW FIB

LC CPU

RP

AIB: Adjacency Information Base

RIB: Routing Information Base

FIB: Forwarding Information Base

LSD: Label Switch Database

14


Packet Punt Path

SFP/XFP

OpticsNPU

Bridge

FPGAFAB IF

Ba

ckp

lan

eSF

Cruz

SF

SFP/XFP

OpticsNPU

Bridge

FPGAFAB IF

LC CPU

FAB IFPunt

FPGA

RP CPU

Normal Path

Punt Path

Punted to RSP if

FPOE says so

15


ASR9000: Обработка пакетовНа входе линейной карты

NPU 0

NPU 1

NPU 2

NPU 3

Bridge FPGA 0

Bridge FPGA 1

RSP1

Arbitration

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Arbitration

RSP0

Fabric

Interface

1

4

3

2

5

Первый lookup на входном NPU Выходной

NPU ( или SFP: switch fabric port)

16


RSP1

Arbitration

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Arbitration

Fabric Interface

and VOQ

Fabric Interface

and VOQ

RSP0

1: Запрос на передачу

3: Разрешение передачи

2: Арбитраж

4: распределенная передача по каналам к матрице коммутации

5: Возврат кредита

ASR9000: Обработка пакетовЧерез матрицу коммутации

17


ASR9000: Обработка пакетовНа выходе линейной карты

NPU 0

NPU 1

NPU 2

NPU 3

Bridge FPGA 0

Bridge FPGA 1

RSP1

Arbitration

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Crossbar

Fabric

ASIC

Arbitration

RSP0

Fabric

Interface

Lookup второго уровня на выходном NPU

Выходной порт (результат содержит

packet rewrite information)

4

12

35

18


1. Масштабируемость

до 3 миллионов очередей на систему

до 2 миллионов полисеров на систему

2. Иерархический QoS

4 уровня иерархии

Порт, группа абонентов, абонент, класс

на входе и на выходе

3. Гибкость использования

L2/Ethernet, L3/IPv4/6, MPLS

4. Целостный QoS внутри системы

Управление потоком на всех компонентах

ASR 9000: QoS

19


ASR9000 QoS: Очереди на Ethernet картах

1.Каждый сетевой процессор содержит:

Входящих очередей: 32k

Исходящих очередей: 64k

2.На каждой линейной карте:

4x сетевых процессора

128k входящих и 256k исходящих очередей

3.Шасси в полном сборе содержит:

8x 40G линейных карт: 32 сетевых процессора

1M входящих и 2M исходящих очередей

4.На 80G картах в 2 раза больше : 6M очередей на систему

20


Switch Fabric

LC1

T0

B0

Fab

ricIn

terfa

ce

B1

T1

T2

T3LC2

T0

B0Fab

ricIn

terfa

ce

B1

T1

T2

T3

ASR 9000 QoS: Целостный QoS внутри системы

HP

LP

P1

P2

BE

P1

P2

BE

P1

P2

BE

P1

P2

BE

B – Bridge FPGA

T – Trident NPU

……

1

2

1

2

3

3

Backpressure в сторонуFabric InterfaceD

RR

DR

R

Slot 2/T0

Slot 2/T1

Механизм VoQ

21


Заключение

ASR 9000:

• Распределенная архитектура

• Высокопроизводительный Control Plane

• Матрица коммутации 180 Гбит/слот

• Производительность LC до 120 Гбит/с

• Целостный QoS

MAC

FIC

NPU

NPU

NPU

NPU

MAC

MAC

FIC

NPU

NPU

NPU

NPU

MAC

FIC

CPU BITS/DTI

Модули управленияЛинейные карты

FIC

CPU BITS/DTI

MAC

FIC

NPU

NPU

NPU

NPU

MAC

CPU

MAC

FIC

NPU

NPU

NPU

NPU

MAC

CPU

22


23


Documents

Архитектура маршрутизатора Cisco ASR 9000ciscoclub.ru/sites/default/files/seminar_attachments/... · 2013. 11. 1. · Presentation_ID © 2008 Cisco Systems,