01 认识网络设备

网络设备框架介绍

盒式设备硬件模块

不同于框式设备，盒式设备的各个业务模块并不是独立的硬件模块，而是集成在一个框内。

框式设备硬件模块（中高端）

主控板（MPU）

• 一般项目中采用两块主控板负责系统的控制层面
  • 控制平面完成系统的协议处理、业务处理、路由运算、转发控制、业务调度、流量统计、系统安全等功能。
  • 管理平面完成系统的运行状态监控、环境监控、日志和告警信息处理、系统加载、系统升级等功能。

交换网版（SFU）

• 实现业务模块之间的数据通信及交换，系统的数据平面
  • 交换网板提供整个系统的数据平面。
  • 接口板、主控板之间通过交换网板完成通信

接口板（LPU)

• 一般项目上用的比较多的LUP板卡 12光口、24/48电(光)口
  • 接口板和接口板之间通过交换网板连接了起来，接口板之间的通信统一经由交换网板进行转发

模块连接逻辑图

框式设备各个模块分为不同的单板，单板之间通过框式设备内部的连接进行通信。
盒式设备内部集成了这些模块，各个模块之间同样也是通过内部连接进行通信。

网络设备逻辑架构

数据平面：报文转发
控制（管理）平面：登录设备进行管理，处理协议报文
监控平面：风扇状态、温度（监控板）、占用率

网络设备对报文的处理流程

报文转发上行、下行

以交换网板为中心，可将报文在设备的行程一分为二，前半程成为上行，下半程称为下行

报文分类

协议报文

- ARP协议、OSPF协议等协议报文 交由控制层面进行处理

业务报文

- FTP上传下载业务、WEB的业务、邮件的业务等 

  通过转发表型查表转发（FIB），高端设备的接口板LPU板卡通过主控板下发的路由表项形成转发表（FIB)

业务报文转发处理流程

业务报文从接口进入上行接口板处理之后，通过框式交换机内部总线交由交换网板，交换网板交由下行接口板处理后从接口发出去

• 切片：把报文送往交换网板之前，进行切片处理，也就是把报文按一定粒度进行切片，切成固定长度。
• 重组：将交换网板发送过来的已经切片的报文进行重新组合。

确定报文出口

当报文从接入口进入时，设备需要依据转发表项（IP路由表、MAC地址表）确定出接口（对于框式设备需要确定下线接口板）。
报文到达交换网板时已经明确了出接口、下行接口板，因此表项查询需要在上行接口板的处理过程中完成。

接口板有CPU和内存，主控板下发转表项到接口板上

• 分布式：

转发表项存放在主控板上：每次转发都需要与主控板进行通信，转发效率低

转发表项存放在接口板上：转发效率高，但所有接口板都要存储转发表项，控制平面资源占用高

模块连接逻辑图

转发信息

高端设备业务报文不经过主控板CPU处理，由接口板提供转发信息查询。
接口板上存在的转发信息并非存在于主控板上的转发表项（IP路由表、MAC地址表…）。主控板生成转发表项之后，生成对应的转发信息下发在接口板。

硬件转发

接口板：通常为NP或ASIC芯片
主控板：CPU
转控分离

协议报文转发处理流程

路由协议，对设备的ICMP请求报文等，需要交由设备的控制平面处理，即上送主控板的CPU进行处理