多层交换技术让路由器变得“聪明”起来网络知识

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多层交换技术让路由器变得“聪明”起来网络知识

篇1:多层交换技术让路由器变得“聪明”起来网络知识

作者:lomgg 多年以来,传统路由器的处理速度已经出现了很大的增长,但仍不足以跟上强大应用的脚步, 例如,它们现在每秒钟可以转发将近100万个数据包。但考虑一个每秒钟能够发送1,488,000个数据包(pps),同时以1,488,000pps的速度接收数据包的千兆以

作者:lomgg

多年以来,传统路由器的处理速度已经出现了很大的增长,但仍不足以跟上强大应用的脚步。

例如,它们现在每秒钟可以转发将近100万个数据包。但考虑一个每秒钟能够发送1,488,000个数据包(pps),同时以1,488,000pps的速度接收数据包的千兆以太网接口,2千兆以太网端口就能够轻易使系统过载。与此形成对比的是,多层交换机/路由器以线速转发数据包,并且,交换ASIC以分布式的方式存在,允许整个系统高效地输送流量。

这些新交换机/路由器使用一种新的网络设计和管理模式。在实现线速转发的今天,阻塞点可以被有效地消除,用户距数据的距离可以更远,而且不必担心性能的下降。我们前面例子中提到的股票交易商现在可以连接到与自己相距数个楼层或数百英里远的服务器或网络数据,具体距离取决于交换机/路由器所支持的接口类型以及所使用的铜缆或光纤类型。此外,新的IP和优化的以太网路由器更易于管理,管理人员仅需花费很少的时间来使网络与新的应用保持同步。像网捷网络的BigIron机箱式系列产品,它们能够简单地传输所有来自应用的流量,同时,可以添加更多的模块来满足容量和速度增加的要求。

为确定网络流量的类型和容量,当今的ASIC中内置了新的数据包采样技术,以提供对整个系统流量的监控,

RFC3176或sFlow现在已经成为日益普及的方法,为企业和服务供应商提供对网络中所有应用流量的实时监视--说明流量所需的带宽、流量的去向等等。可以说,sFlow允许企业更好地监控跨多个部门的网络资源的使用状况;在大学中可以识别网络中非法的无线和有线应用,并在网络性能受到影响之前发现和制止拒绝服务(DoS)攻击。现在,对于那些对安全性非常重视的企业来说,RFC3176正快速成为必备的要求。

多层交换机/路由器的功能与传统的路由器和交换机毫无差别,它们只是将分散的局域网(LAN)和城域网(WAN)功能集中在一个单一设备中。它们可在同组的用户之间实现本地交换(即第2层交换),于不同组的用户间实现路由(即第3层交换或路由),同时为应用提供安全特性和特殊服务(即第4层交换)。

路由器之所以成为理想的安全“检查点”,是因为它们是网络的入口和出口。在路由器上创建被称为访问控制列表(ACL)的复杂规则以后,路由器将根据这套规则来检查每一数据包。对于传统路由器,根据安全规则检查数据包是一个费时的过程。当路由器找到每一数据包中的第3层和第4层信息以后,它必须将这些信息与规则进行比较。而启用安全过滤功能一直都是一场“恶梦”,它会使路由器的速度变慢。因此,当对性能的影响太大时,就需要使用特殊的设备来分担工作负载。

即使是多层交换路由器,它们在执行这一功能(同时保持线速性能)时也会面临挑战。当启用安全功能时,部分新型交换机/路由器的速度也会慢下来。不过,大多数新型的交换机/路由器已经将这些安全策略集成到硬件上,因而,即使在启用ACL的情况下,也能够提供线速转发性能。使用多层交换机/路由器进行安全和流量分析正在变得日益流行,主要是因为设备厂商将这种技术内置于多层交换机/路由器中。越来越多的网络设备被整合到同一设备中。这样不再需要独立的硬件来监视流量或安全的某些方面,这可以为SMB用户带来极大的好处.

原文转自:www.ltesting.net

篇2:多层交换技术让路由器变得“聪明”起来

多年以来,传统路由器的处理速度已经出现了很大的增长,但仍不足以跟上强大应用的脚步,

例如,它们现在每秒钟可以转发将近100万个数据包。但考虑一个每秒钟能够发送1,488,000个数据包(pps),同时以1,488,000pps的速度接收数据包的千兆以太网接口,2千兆以太网端口就能够轻易使系统过载。与此形成对比的是,多层交换机/路由器以线速转发数据包,并且,交换ASIC以分布式的方式存在,允许整个系统高效地输送流量。

这些新交换机/路由器使用一种新的网络设计和管理模式。在实现线速转发的今天,阻塞点可以被有效地消除,用户距数据的距离可以更远,而且不必担心性能的下降。我们前面例子中提到的股票交易商现在可以连接到与自己相距数个楼层或数百英里远的服务器或网络数据,具体距离取决于交换机/路由器所支持的接口类型以及所使用的铜缆或光纤类型。此外,新的IP和优化的以太网路由器更易于管理,管理人员仅需花费很少的时间来使网络与新的应用保持同步。像网捷网络的BigIron机箱式系列产品,它们能够简单地传输所有来自应用的流量,同时,可以添加更多的模块来满足容量和速度增加的要求。

为确定网络流量的类型和容量,当今的ASIC中内置了新的数据包采样技术,以提供对整个系统流量的监控。RFC3176或sFlow现在已经成为日益普及的方法,为企业和服务供应商提供对网络中所有应用流量的实时监视--说明流量所需的带宽、流量的去向等等。可以说,sFlow允许企业更好地监控跨多个部门的网络资源的使用状况;在大学中可以识别网络中非法的无线和有线应用,并在网络性能受到影响之前发现和制止拒绝服务(DoS)攻击,

现在,对于那些对安全性非常重视的企业来说,RFC3176正快速成为必备的要求。

多层交换机/路由器的功能与传统的路由器和交换机毫无差别,它们只是将分散的局域网(LAN)和城域网(WAN)功能集中在一个单一设备中。它们可在同组的用户之间实现本地交换(即第2层交换),于不同组的用户间实现路由(即第3层交换或路由),同时为应用提供安全特性和特殊服务(即第4层交换)。

路由器之所以成为理想的安全“检查点”,是因为它们是网络的入口和出口。在路由器上创建被称为访问控制列表(ACL)的复杂规则以后,路由器将根据这套规则来检查每一数据包。对于传统路由器,根据安全规则检查数据包是一个费时的过程。当路由器找到每一数据包中的第3层和第4层信息以后,它必须将这些信息与规则进行比较。而启用安全过滤功能一直都是一场“恶梦”,它会使路由器的速度变慢。因此,当对性能的影响太大时,就需要使用特殊的设备来分担工作负载。

即使是多层交换路由器,它们在执行这一功能(同时保持线速性能)时也会面临挑战。当启用安全功能时,部分新型交换机/路由器的速度也会慢下来。不过,大多数新型的交换机/路由器已经将这些安全策略集成到硬件上,因而,即使在启用ACL的情况下,也能够提供线速转发性能。使用多层交换机/路由器进行安全和流量分析正在变得日益流行,主要是因为设备厂商将这种技术内置于多层交换机/路由器中。越来越多的网络设备被整合到同一设备中。这样不再需要独立的硬件来监视流量或安全的某些方面,这可以为SMB用户带来极大的好处。

篇3:交换技术从传统网络知识

网络技术发展迅猛,以太网占据了统治地位,为了适应网络应用深化带来的挑战,网络的规模和速度都在急剧发展,局域网的速度已从最初的10Mbit/s提高到100Mbit/s,千兆以太网技术也已得到了普遍应用。 对于用户来说,在减低成本的前提下,保证网络的高 可靠性

网络技术发展迅猛,以太网占据了统治地位。为了适应网络应用深化带来的挑战,网络的规模和速度都在急剧发展,局域网的速度已从最初的10Mbit/s提高到100Mbit/s,千兆以太网技术也已得到了普遍应用。

对于用户来说,在减低成本的前提下,保证网络的高可靠性、高性能、易维护、易扩展,与采用何种组网技术密切相关;对于设备厂商来说,在保证用户网络功能实现的基础上,如何能够取得更为可观的利润,采用组网技术的优劣,成为提高利润的一个手段。

在具体的组网过程中,是使用已经日趋成熟的传统的第2层交换技术,还是使用具有路由功能的第3层交换技术,或者是使用具有高网络服务水平的第7层交换技术呢?

在这些技术选择的权衡中,2层交换、3层交换和7层交换这三种技术究竟孰优孰劣,它们各自又适用于什么样的环境呢?

传统的第2层交换技术

2层交换技术可以识别数据帧中的MAC地址信息,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口,记录在自己内部的一个MAC地址表中。

谈到交换,从广义上讲,任何数据的转发都可以叫做交换。但是,传统的、狭义的第2层交换技术,仅包括数据链路层的转发。

目前,第2层交换技术已经成熟。从硬件上看,第2层交换机的接口模块都是通过高速背板/总线(速率可高达几十Gbps)交换数据的,2层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC (Application specific Integrated Circuit)芯片,因此转发速度可以做到非常快。

2层交换机主要用在小型局域网中,机器数量在二、三十台以下,这样的网络环境下,广播包影响不大,2层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低廉价格,为小型网络用户提供了完善的解决方案。

总之,交换式局域网技术使专用的带宽为用户所独享,极大地提高了局域网传输的效率。可以说,在网络系统集成的技术中,直接面向用户的第2层交换技术,已得到了令人满意的答案。

具有路由功能的第3层交换技术

第3层交换技术是前后才开始出现的一种交换技术,最初是为了解决广播域的问题。经过多年发展,第3层交换技术已经成为构建多业务融合网络的主要力量。

在大规模局域网中,为了减小广播风暴的危害,必须把大型局域网按功能或地域等因素划分成多个小局域网,这样必然导致不同子网间的大量互访,而单纯使用第2层交换技术,却无法实现子网间的互访,

为了从技术上解决这个问题,网络厂商利用第3层交换技术开发了3层交换机,也叫做路由交换机,它是传统交换机与路由器的智能结合。

简单地说,可以处理网络第3层数据转发的交换技术就是第3层交换技术。

从硬件上看,在第3层交换机中,与路由器有关的第3层路由硬件模块,也插接在高速背板/总线上。这种方式使得路由模块可以与需要路由的其它模块间,高速交换数据,从而突破了传统的外接路由器接口速率的限制。

3层交换机是为IP设计的,接口类型简单,拥有很强的3层包处理能力,价格又比相同速率的路由器低得多,非常适用于大规模局域网络。

第3层交换技术到今天已经相当成熟,同时,3层交换机也从来没有停止过发展。第3层交换技术及3层交换设备的发展,必将在更深层次上推动整个社会的信息化变革,并在整个网络中获得越来越重要的地位。

具有网络服务功能的第7层交换技术

第7层交换技术通过逐层解开每一个数据包的每层封装,并识别出应用层的信息,以实现对内容的识别。

充分利用带宽资源,对互联网上的应用、内容进行管理,日益成为服务提供商关注的焦点。如何解决传输层到应用层的问题,专门针对传输层到应用层进行管理的网络技术变得非常重要,这就是目前第7层交换技术发展的最根本原因。

简单地说,可以处理网络应用层数据转发的交换技术就是第7层交换技术。其主要目的是在带宽应用的情况下,网络层以下不再是问题的关键,取而代之的是提高网络服务水平,完成互联网向智能化的转变。

第7层交换技术通过应用层交换机实现了所有高层网络的功能,使网络管理者能够以更低的成本,更好地分配网络资源。

从硬件上看,7层交换机将所有功能集中在一个专用的特殊应用集成电路或ASIC上。ASIC比传统路由器的CPU便宜,而且通常分布在网络端口上,在单一设备中包括了50个ASIC,可以支持数以百计的接口。新的ASIC允许智能交换机/路由器在所有的端口上以极快的速度转发数据,第7层交换技术可以有效地实现数据流优化和智能负载均衡。

在Inte.net网、Intranet网和Extranet网,7层交换机都大有施展抱负的用武之地。比如企业到消费者的电子商务、联机客户支持,人事规划与建设、市场销售自动化,客户服务,防火墙负载均衡,内容过滤和带宽管理等。

交换技术正朝着智能化的方向演进,从最初的第2层交换发展到第3层交换,目前已经演进到网络的第7层应用层的交换。其根本目的就是在降低成本的前提下,保证网络的高可靠性、高性能、易维护、易扩展,最终达到网络的智能化管理。

原文转自:www.ltesting.net

篇4:让路由器永不停顿网络知识

如果一个路由处理器发生故障,会出现 网络 中断吗?不一定,当网络设备由一次察觉不到的中断故障中恢复时,那么网络就没有中断,因为就最终用户而言,既没有发生中断,也没有出现停机。但是,即使在一个路由处理器真地发生故障时,人们设计的两种新软件特性

如果一个路由处理器发生故障,会出现网络中断吗?不一定。当网络设备由一次察觉不到的中断故障中恢复时,那么网络就没有中断,因为就最终用户而言,既没有发生中断,也没有出现停机。但是,即使在一个路由处理器真地发生故障时,人们设计的两种新软件特性仍可以保持边缘路由器的完整性,这两种新软件特性就是状态性转换(SSO)和不间断转发(NSF)。

状态性转换使一个热备份路由处理器可以在接管发生故障的路由处理器的同时,保持连接性。SSO还保证网络管理系统可以像管理一个系统和一个可管理实体那样,管理一台配置两个路由处理器的设备。

在采用SSO的情况下,现用路由处理器和备份路由处理器监测现用路由处理器到备份路由处理器的ATM、帧中继和以太网连接,来保持第二层数据链路连接信息。保持这种连接是降低CPU使用率、减少转接过程中数据丢失量和迅速建立热备份状态备份路由处理器所必须的。

此外,由于Internet上的路由器保持着它们可能需要连接的其他几万台路由器的连接信息,任何建立SSO环境的方法还必须能够扩展到几万个接口。要想做到这点,就必须只保持必要的连接信息和不能跨路由处理器重建的连接信息,

跨路由处理器保持的状态的例子包括物理接口状态、永久虚拟电路状态和命令同步状态。

在发生故障时,SSO将系统切换到热备份路由处理器,出现故障的路由处理器将尝试重新引导并作为新的备份路由处理器运行。这种切换是在不重新引导线路卡的条件下完成的,因此,没有造成可能会引起连接协议中断的线路切换。

SSO过程的每一个步骤都通过SNMP受到监测,它通知网络管理人员这里发生了路由处理器故障。这点非常重要,因为由于用户的应用从未出现中断从而不会向网络运营中心报告故障。SNMP陷阱告知网络管理系统故障的原因和出现故障的路由处理器是否能重新引导。如果不能的话,路由处理器就需要被更换,更换路由处理器的工作可以在不关闭这台路由器的情况下完成。

不间断转发功能保证IP包在SSO过程中不间断地转发。试图保持跨两个路由处理器上的所有路由表状态是不实际的,因为路由表可能具有10万到20万个路由项。因此,IETF提出了协议重新启动扩展方案,使边界网关协议(BGP)、IS-IS协议以及开放最短路径优先协议(OSPF)具有了不间断转发功能。这些扩展方案使发生重新启动情况的路由器与所有对等路由器之间的第三层关系得以保持,并且不必保持路由处理器之间的任何状态,因此消除了可伸缩性问题。

当两台路由器构成对等关系时,它们相互交换容量。由于发生故障的路由器可能甚至在连接协议中断连接前就恢复了,因此添加的新容量 包括警告对等路由处理器不从数据库中删除发生故障的路由器。这些新路由协议扩展使一台重新启动的路由器可以在恢复时通知对等路由器,可以请求重建路由表所需的信息,并且在使用BGP时,可以重新在对等路由器之间建立TCP会话。

原文转自:www.ltesting.net

篇5:增加可靠性的嵌入交换技术网络知识

嵌入式 存储交换技术使存储系统可以在存储阵列内部集成2Gbps交换 网络 连接,嵌入式存储交换技术的好处包括更高的 可靠性 、更好的 性能 以及在不降低性能的条件下添加硬盘的能力。 共享总线架构被应用在许多存储系统的后端,从而使存储阵列中的每一个硬盘驱

嵌入式存储交换技术使存储系统可以在存储阵列内部集成2Gbps交换网络连接。嵌入式存储交换技术的好处包括更高的可靠性、更好的性能以及在不降低性能的条件下添加硬盘的能力。

共享总线架构被应用在许多存储系统的后端,从而使存储阵列中的每一个硬盘驱动器或磁带驱动器成为一个单故障点。由于一个驱动器出现问题而大大增加了整个磁盘阵列停机的风险。

存储区域网或网络连接存储系统的前端无论是否使用光纤通道、iSCSI或IP,存储系统控制器都利用原始的光纤通道仲裁回路(FC-AL)共享总线协议,对前端发送到后端的请求进行翻译。

老式FC-AL环路的仲裁和数据流必须经过环路中的所有设备。因此,这条路径上的每一台设备都增加了时延,更重要的是,增加了额外的故障点。

老式FC-AL环路通过控制器机制运行,控制器首先对环路的控制权进行仲裁,然后向一个硬盘驱动器发送命令,要求驱动器接收写到硬盘上的数据或从特定位置请求数据。

而后端交换技术以交换的方式使用FC-AL协议,将点到点连接赋予每个磁盘驱动器。

交换机如果采用嵌入式存储交换技术,那么它的芯片上将集成交换机内核、嵌入式并串转换器/串并转换器、1G/2Gbps带宽功能和诊断功能的关键部件

存储系统在物理上将多块硬盘安装在一个机箱中,构成所谓的“硬盘组”(JBOD),

在嵌入式存储交换机提供的更高水平的集成出现之前,由于空间、电源、热量和价格问题,在JBOD中安装交换功能对于模块化存储系统是不切实际的。在嵌入式存储交换添加到JBOD时,它就变成了交换硬盘组(SBOD)。

现在当一个发起设备对系统的控制权进行仲裁时,仲裁进程不经过所有的设备(如在共享总线架构中),而只传送到交换矩阵并返回给发起设备。这个过程非常快,大大减少了系统时延。在发起设备获得控制权后,它可以打开目标驱动器并开始通信。发起设备与驱动器之间传送的数据包现在是点到点传送的,并且多个对话可以同时发生。

无论嵌入式后端交换机是提供从控制器到多部JBOD的连接性,还是提供到使用SBOD的单个硬盘驱动器的连接性,嵌入式交换都实现了连接的可靠性、可用性和适用性。

嵌入式交换为IT管理人员提供了部署自动维护、监控和维修的工具。每一个嵌入存储交换机端口都可以重新调整低电平信号时间,从而增加信号的完整性,减少系统抖动。

IT管理人员可以在最高层面上制定策略,这些策略可以传送到存储系统的最低层,而后端嵌入式存储交换机则可以在最低层上执行这些策略。例如,可以制定一项策略,规定当检测到故障趋势时(如一段时间上循环冗余校验错误数量增多)自动删除硬盘。

嵌入式存储交换技术消除了共享基础设施存储系统运行时造成的性能瓶颈。目前所有的拓扑结构都可以从后端交换技术的某个方面受益(在后端交换技术中,性能将根据负载分布(从视频流到数据仓库应用)的不同而变化),更能从存储系统的低拥有成本和自动化中受益

原文转自:www.ltesting.net

篇6:光突发交换技术的发展与应用网络知识

互联网的不断发展壮大和各种新兴业务的出现,如各种多媒体网页、多媒体 游戏 、多媒体会议、电子商务等,使互联 网络 业务呈指数增长,由于业务的多样性和多变性,传统的核心交换网络已经不适于互联网不断发展的需要。 这种形势促使研究者们加快对波分复用(W

互联网的不断发展壮大和各种新兴业务的出现,如各种多媒体网页、多媒体游戏、多媒体会议、电子商务等,使互联网络业务呈指数增长。由于业务的多样性和多变性,传统的核心交换网络已经不适于互联网不断发展的需要。这种形势促使研究者们加快对波分复用(WDM)传输和全光交换技术深入研究,以便适应因特网流量的爆炸式增长、业务的多样性和业务突发性。

目前光网络采用的静态或动态波长路由(或者说光电路交换,OCS)机制,协议机制相对简单,技术成熟,易于实现。但它类似于电路交换机制,建立和拆除一条通道需要一定的时间,并且该时间与它连接的保持时间无关,而主要决定于端到端的信令时间。当连接保持时间比较短时,它将导致信道的利用率变差。因此,它不适合于持续增长且变化无常的因特网流量,如网页浏览、FTP文件传输、电子邮件等。

在光交换中,光分组交换(OPS)在带宽利用率、延时和适应性等方面比较好。从长远的角度来考虑,OPS似乎是一种很有前途的技术,但因为它的实现比较复杂,目前光逻辑处理技术不成熟,没有可用的光随机存储器(ORAM),所以还需经过多年的研究才能得以应用。

针对目前OCS和OPS存在的一些问题,近年来,人们提出了一种新的光交换技术D光突发交换(OBS)技术,并迅速得到国内外学者们的广泛关注。OBS得以引人注目,是因为它兼有OCS和OPS的优点,同时又避免了它们的不足。

在OBS网络中,中间节点无需任何光RAM,突发数据的传输是通过它相应的控制分组(BCP)预留资源来完成的,突发数据分组在中间节点直通,无需存储。而在光分组交换中,突发数据在中间节点存储转发。相对于光电路交换,OBS可获得更好的带宽利用率,因为它允许每一个波长的突发数据流之间统计复用,否则需占用几个波长。另外,突发分组的端到端(ETE)延时相对较少,因为偏置时间远小于波长路由中建立波长通道的时间。

什么是“光突发交换”

突发交换的概念其实在20世纪80年代初就已提出,并且陆续有一些论文发表。突发交换概念当时并没有像电路交换与分组交换那样得到普及,原因是提出突发交换的时候,无论电话网还是数据网,技术已经成熟,没有必要以突发为单位来处理话音或数据,以改变整个网络。

但是,随着通信技术的不断发展,一个深刻的变化是,传输速率的增长大大超过了处理速率的增长,如果依旧按照老式的分组方法来处理,网络处理设备将长期处于过载状态。因此,简化网络节点的处理是非常必要的。光突发交换提高处理粒度就是一种较好的解决方法,通过预先发送控制信息,在每个节点处预约资源后,节点再传送突发数据,数据可以始终保持在光域内,同时免去分组交换中逐一处理分组头的麻烦。

在OBS网络中,基本交换单位是突发(burst)。突发是由相同的出口边缘路由器地址,以及相同的服务质量(QoS)要求的IP分组组成。光突发交换节点包括核心节点与边缘节点。边缘节点负责突发数据包的重组和分类,可以提供各类业务接口,而核心节点的任务是完成突发数据的转发与交换。光突发交换的核心节点结构与光分组交换不同,它只需在电域处理控制信令。

边缘节点将具有相同的出口边缘路由器地址和相同的QoS要求的IP分组,会聚成突发包,生成突发数据分组和相应的控制分组。突发数据分组和控制分组的传输,在物理信道上(一般为同一光纤中不同波长)和时间上(控制分组提前于突发数据分组一段时间,即偏置时间)是分离的。

在OBS系统中,一般采用单向预留的方式,即控制分组提前于数据突发分组发送,而数据突发分组在等待一定的时间后,不需要等待回复确认消息,直接在预先确定的信道(波长)上发送。每个控制分组对应于一个突发数据分组,它包含其对应突发数据分组的一些基本信息,如突发长度、偏置时间、波长ID和路由信息等,比突发数据短得多。

在中间核心节点,控制分组经过光/电/光变换和电信息处理,为相应的光突发分组预留资源。而突发数据分组不需光/电/光处理,从源节点通过控制分组事先配置好的链路,直接透明(全光)地传送到目的节点。这种情况就好比一个旅行团(相当于一个突发)出去旅行,事先派一个人(相当于控制分组)去预订车票和饭店等,而后面的旅行团就不必考虑这类问题,按预定的信息旅行即可,最终完成旅行。当然,如果前面所述的控制分组预订不成功(即资源竞争,或者称为冲突),相应的光突发分组可能会丢失,其解决方案将在后面介绍。

控制协议

自20世纪80年代以来,研究领域提出过多种电突发交换技术,如Tell-and-Go(TAG)、带内终结器(IBT)和预留固定周期(RFD)等协议,

TAG技术类似于快速电路交换,它无需确认所有带宽已经预留,而直接发送突发数据,其带宽利用率不高。IBT方案预留带宽是从控制分组处理完成时开始,到IBT检测到为止,但IBT的全光检测比较困难。在基于RFD的突发交换中,只是由它的突发控制分组指定的带宽被预留,这样排除了信令开销的影响,从而提供了高效的带宽预留机制。

JET协议

恰量时间(JET)协议是基于RFD在光域中的突发交换控制协议。它采用了两种独特的特性,即偏置时间和延迟预留。这些特性使JET相对于TAG或其它没有采用这两种特性的OBS协议更加适合于OBS。JET允许数据信道的交换完全在光域中进行,它的控制是由在电域处理的突发控制分组信息决定。控制分组要先于突发数据分组发送,即控制分组与其相应的突发数据分组在源端发送时,有一个偏置时间的间隔。突发数据与其头部分离发送和交换容易实现,并降低了对核心节点在头部处理和光电处理能力的需求。而且,通过分配额外偏置时间,JET可以在光域扩展支持优先级业务。

图1 OBS JET协议

控制分组包含必需的突发数据的光信道路由信息,及突发长度和偏置时间信息。JET的另一个重要特性是延迟预留,它仅仅预留突发数据所经历的链路带宽资源。例如,假设t1'为第一个控制分组到达的时刻,t1为突发数据到达该节点的时刻,L为数据突发持续时间段。当控制分组处理完成后,从t1到t1+L这段时间带宽将被预留,这样就增加了带宽的利用率,减少了突发丢包的可能性。在图1的两种情况,即第一种情况t2>t1+L和第二种情况t2

基于优先级的JET协议

基于优先级的OBS预留机制有多种,其中最常见的一种是基于额外偏置时间的JET协议,即pJET。在这个协议中,优先级高的光突发分组分配一个更长的额外偏置时间,只要它的额外偏置时间大于低优先级业务最大分组的持续时间,就可以保证高优先级业务不会受到低优先级业务的影响。当然,低优先级的光突发分组的可用资源减少了,它的丢包率必然受到一定的影响,但总的平均丢包率包括高优先级和低优先级的光突发分组的丢包率基本不受影响。这就好比普通人员只能购买当天的火车票,而优先级高的人员可以提前几天购票,当然他成功买到车票的几率要大得多,这样就实现了优先级。

上述协议存在一个问题,就是高优先级的业务虽然丢包率性能改善了很多,但它的代价是增加了高优先级的延迟。只要将延迟控制在业务允许的范围内,这种技术还是可行的。

还有一种称为比例优先级,它是按一定的原则故意丢弃一些低优先级的光突发分组,给高优先级更多的预留资源的机会。这样虽然能完成一定的优先级,并且高优先级的延迟也不受影响,但它牺牲了总的性能(总的平均丢包率将增加很多),如果要求这个比例增加,总体的性能将会更差。

竟争解决方案

为了处理当多个分组同时到达同一个输出端口时,竞争解决方案是必需的,这是所有分组交换方式必然会遇到的问题,即所谓的外部阻塞。比较典型的解决方式是通过缓存其它冲突的分组,只允许一个输出。在OBS与OPS中,竞争解决方案有光缓存、波长变换和偏射路由,或者其中多种技术融合,下面将分别详细介绍。

光缓存

在光域中,没有可用的光RAM,因此,光交换中不可能完全采用电域中的交换机制。光缓存的一种可选方案是用光纤延迟线(FDL),在一定程度上能减少光分组/突发的丢包率。但是,光缓存的一个主要问题就是它的功率损耗。为了补偿功率损耗,不得不引入光信号放大或光信号再生,前者会引入噪声,后者成本太高。总的来说,引入FDL,将大大增加光交换的成本。

波长变换

光网络还有另外一个域,即波长域。在使用波长变换的系统中,如果发生两个或多个光分组/突发竞争,其中一个分组/突发直通,另一个或其它几个分组/突发还是交换到同一个输出端口,但是用不同的波长。这种解决方案在竞争分组的延迟方面是最佳的,它不会引入附加延时。这种方法适合于电路交换,也适合于光分组/突发交换网络,但需要快速可调谐变换器。最近研究结果表明,它在分组交换光网络中是一种最有潜力的可选方案之一。它能最有效地降低光分组/突发的丢包率,特别是应用于多波长DWDM系统,因此快速可调波长变换器是目前研究的热点。

偏射路由

因为光缓存还有几个问题难以解决,所以尽量少用或不用。偏射路由是在没有缓存可用时的另一种解决方案。当竞争发生时,分组/突发不能交换到正确的输出端口,将它路由到另一个可选输出端口,有可能通过另一条路径到达目的节点。当网络规模比较小,且它的连通性比较好,即这些节点都有很多相邻节点时,这种方式的效果还不错的。但是,如果网络的连通性不好,这些被偏射的分组/突发将很可能无法到达目的节点。因为这些分组/突发在网络中游弋消耗了大量资源,但无法到达目的节点。很显然,在这种情况下,其它解决方案会起到更好的效果。

此外,偏射路由方案只能适用于网络负载比较轻的场合,若平均流量负载比较重,偏射路由的分组只能降低网络的效率。偏射路

原文转自:www.ltesting.net

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