IPv6已经从实验室走出并开始规模商用,目前Internet上运行有数以万计的交换机、路由器等IPv4网络设备,但这些现有设备由于要么采用低性能的纯软件设计、要么采用不可升级的纯硬件技术,难以满足对IPv6的支持,而采用网络处理器技术的新一代路由器则可以通过对网络处理器重新编程从而实现对IPv6的支持。当多个线路接口卡组成一个大容量系统时,就必须通过交换背板来互连多个线卡。常用的背板交换系统无论是Crossbar无阻塞交换阵列还是基
IPv6已经从实验室走出并开始规模商用,目前Internet上运行有数以万计的
交换机、路由器等IPv4网络设备,但这些现有设备由于要么采用低性能的纯软件设计、要么采用不可升级的纯硬件技术,难以满足对IPv6的支持,而采用网络处理器技术的新一代路由器则可以通过对网络处理器重新编程从而实现对IPv6的支持。当多个线路接口卡组成一个大容量系统时,就必须通过交换背板来互连多个线卡。常用的背板交换系统无论是Cross
bar无阻塞交换阵列还是基于以太网的交换背板,在IPv4时代都很好地满足了设备性能要求。然而当应对IPv6时,看似和IPv4或IPv6并无多大关系的背板交换系统是否可以一成不变的拿来为IPv6系统服务呢？
IPv4路由器的背板交换
以武汉烽火网络公司自主研发设计的高端路由器Fengine R8000
系列架构为例。R8001采用多线卡设计,数据包的转发流程在逻辑上分为入方向和出方向。入方向首先从线路接口芯片中接收数据包并进行数据包缓存,判断校验逻辑对数据包进行数据链路层和网络层的协议分析,根据不同的协议类型将数据包递交给不同的上层协议处理
模块。入方向的主要任务是路由查找,根据目的IP地址在转发表项中查找该数据包对应的出接口以及下一跳地址。理论上对一个数据包的路由查找、链路层封装以及附加处理都可以在入方向完成,但在分布式路由系统中,为了系统的稳定性、维护的方便性,通常将相对独立的模块单独设计,并分布在不同的处理单元中,如路由协议的计算由主控单元完成,而链路层封装需要的ARP(地址转换协议)只需要在本地线卡执行,并且由于其仅仅和数据包的出方向线卡相关,因此在出方向线卡上维护的ARP地址缓存只需要与本线卡有关,而其他线卡不需要。出方向主要完成对IP数据包的链路层再封装,之后一个被系统处理完毕的数据包即可根据入方向查找转发表得到的出端口从相应的物理端口发送出去。在此我们注意到,从入方向到出方向,需要携带的信息为出端口和下一跳两个必备的基本信息,以及优先级等其他一些辅助信息,而这些信息在多数系统中是通过附加在原始数据包的头部作为有效数据的一部分经过交换背板到达出方向线卡。
