Мікрокластерний маршрутизатор

1. Мікрокластерний маршрутизатор, що складається з комутаційної платформи, мережевих модулів та хост-процесора, при цьому комутаційна платформа містить комутаційну підсистему, через яку з'єднані між собою інтерфейси підключення мережевих модулів та інтерфейс підключення хост-процесора, мережеві модулі, з'єднані з інтерфейсами підключення мережевих модулів кому 3 16862 4 отримувача пакету може бути суттєво спрощений, ристаних компонентів і складність системи, та моаж до доцільності безпосередньої передачі з одноже бути економічно виправданим тільки при велиго мережевого інтерфейсу на інший, оминаючи ких обсягах випуску. До того ж, спільна шина для етап аналізу та обробки пакету центральним протранзакцій між модулями не забезпечує їх попарцесором хост-процесору. Такий процес відомий як ної взаємної незалежності. Так, в системі, що на«комутація рівня 2» (layer 2 switching, L2 switching, лічує чотири мережевих модуля, транзакції між Е2-комутація). З огляду на поширення технологій будь-якою парою модулів (наприклад, першим та таких, як MPLS, сучасний маршрутизатор має судругим) негативно впливають на транзакції між міщати функції комутації другого та третього рівіншою парою модулів (третім та четвертим). нів. Метою даної моделі є розробка спрощеної Одним з найбільших недоліків наведеної вище конструкції маршрутизатора, яка б забезпечувала класичної архітектури є неможливість ефективного мінімальний взаємний вплив різних типів транзаксуміщення функцій комутації рівнів 2 та 3. Справді, цій, та була би економічно виправданою для дрібпроцеси передачі (транзакції) обох типів викорисносерійного виробництва. товують спільну шину та пам'ять хост-процесора, а Поставлена задача вирішується тим, що мікотже провадять негативний взаємний вплив на рокластерний маршрутизатор, згідно моделі, продуктивність. Таким чином, з'являється завданскладається з комутаційної платформи, мереженя мінімізації взаємного впливу транзакцій різних вих модулів та хост-процесора, при цьому комутатипів в маршрутизаторі. Одне з рішень проблеми ційна платформа включає комутаційну підсистему, суміщення функцій комутації другого та третього через яку з'єднані між собою інтерфейси підклюрівнів, запропоноване фірмою «Cisco Systems», чення мережевих модулів та інтерфейс підклюбазується на винаході [2] і є найбільш близьким за чення хост-процесора, мережеві модулі з'єднані з своєю суттю до моделі, що заявляється. В маршінтерфейсами підключення мережевих модулів рутизаторах Cisco, побудованих за технологією [2], комутаційної платформи, а хост-процесор з'єднавикористана особлива комутаційна платформа ний з інтерфейсом підключення хост-процесора (switching fabric) для сполучення мережевих модукомутаційної платформи, в якому згідно корисної лів та хост-процесора. Такий маршрутизатор моделі комутаційна підсистема виконана у вигляді складається з комутаційної платформи, мережепакетного комутатора матричного типу з портами, вих модулів та хост-процесора, при цьому комутаодин з яких з'єднаний з інтерфейсом підключення ційна платформа включає комутаційну підсистему, хост-процесора, а всі інші з'єднані з інтерфейсами через яку з'єднані між собою інтерфейси підклюпідключення мережевих модулів. При цьому блок чення мережевих модулів та інтерфейс підклюпакетного комутатора матричного типу разом з чення хост-процесора, мережеві модулі з’єднані з інтерфейсами підключення мережевих модулів, інтерфейсами підключення мережевих модулів мережевими модулями та інтерфейсом підклюкомутаційної платформи, а хост-процесор з'єдначення хост-процесору утворюють мережу пакетної ний з інтерфейсом підключення хост-процесора передачі даних з комутацією пакетів (мікрокласкомутаційної платформи. Суть технічного рішення тер) Ethernet. Cisco полягає в застосуванні спеціальної комутаСуть корисної моделі пояснюється кресленційної підсистеми, яка сполучає між собою інтерням, де наведено схема мікрокластерного маршфейси підключення мережевих модулів через рутизатора. Система, згідно моделі, складається з окрему спеціалізовану шину модулів (peer комутаційної платформи 1, мережевих модулів 2 transaction bus), а інтерфейси підключення мерета хост-процесора 3, при цьому комутаційна платжевих модулів з інтерфейсом підключення хостформа 1 включає комутаційну підсистему 4, через процесора через окрему спеціалізовану шину яку з'єднані між собою інтерфейси підключення зв’язку хоста (host transaction bus). При цьому інмережевих модулів 5 та інтерфейс підключення терфейси підключення мережевих модулів здійсхост-процесора 6, мережеві модулі 2 з'єднані з нюють необхідні перетворення інформації між інтерфейсами підключення мережевих модулів 5 протоколами мережевих модулів (РСІ), хосткомутаційної платформи 1, а хост-процесор 3 з'єдконтролера (РСІ) та внутрішніми протоколами шин наний з інтерфейсом підключення хост-процесора комутаційної підсистеми. В рішенні Cisco Systems 6 комутаційної платформи 1, в якому згідно корисє ряд позитивних рис. По-перше, уніфікований ної моделі комутаційна підсистема 4 виконана у інтерфейс РСІ для підключення хост-процесора до вигляді пакетного комутатора матричного типу з комутаційної платформи та мережевих модулів до портами, один з яких з'єднаний з інтерфейсом підкомутаційної платформи дозволяє вносити мінімаключення хост-процесора 6, а всі інші з'єднані з льні модифікації в обладнання хост-процесора та інтерфейсами підключення мережевих модулів 5. мережевих модулів у порівнянні з класичним диПри цьому блок пакетного комутатора матричного зайном. По-друге, роздільні шини даних з своїми типу разом з інтерфейсами підключення мережепроміжними буферами мінімізують вплив транзаквих модулів 5, мережевими модулями 2 та інтерцій між мережевими модулями на транзакції між фейсом підключення хост-процесору 6 являють модулями та хост-процесором. собою мережу пакетної передачі даних з комутаціСистема-прототип має також недоліки, головєю пакетів (мікрокластер) Ethernet, (наприклад, ним з яких є складність конструкції. Так, на оригістандарту IEEE 802.3z Gigabit Ethernet). Інтерфейнальних схемах прототипу зазначено приблизно си мережевих модулів 5 імплементують відповід80 функціональних елементів. Загалом, виробницний інтерфейс фізичного рівня (PHY) для забезпетво маршрутизаторів згідно винаходу-прототипу чення використання стандартних портів для потребує великих витрат, з огляду на спектр викопідключення мережевих модулів 2, а інтерфейс 5 16862 6 хост-процесора 6 є адаптером мережі Ethernet для модуля 5, здійснює декапсуляцію пакету та напрасистемної шини хост-процесора 3. Таким чином, влення його до підключеної мережі. Якщо отримукомутаційна підсистема 4 моделі, що заявляється, вачем пакету є інтерфейс хост-процесору 6, пакет є пакетним комутатором, який є відносно доступзавантажується в пам'ять хост-процесору 3 де ним та виробляється серійно, на відміну від елевідбувається його декапсуляція та процедура маментів прототипу. ршрутизації. Готовий до відправки пакет прохоЗапропонована модель працює наступним чидить інкапсуляцію та передається відповідному ном. мережевому модулю 2, який здійснює його декапКомутаційна платформа 1 містить мережеві суляцію та направлення до підключеної мережі. модулі 2, комутатор 4, інтерфейси підключення Слід зазначити, що матричний тип побудови мережевих модулів 5 та інтерфейс хост-процесора комутаційної підсистеми 4 повністю виключає вза6 комутаційної платформи 1 утворюють мережу ємний вплив транзакцій між мережевими модуляEthernet. Хост-процесор 3 та мережеві модулі 2 ми. Таким чином, пропонована система вирішує «дізнаються» про конфігурацію мікрокластеру, поставлені задачі. використовуючи техніку широкомовної передачі, Економічна доцільність випуску маршрутизаяка є стандартною для мережі Ethernet. Ідентифіторів за даною моделлю, спирається на те, що кація елементів (вузлів) мікрокластеру відбуваєтьсучасні однокристальні комутатори Ethernet є шися за їх МАС-адресами. Хост-процесор 3 розподіроко поширеними елементами та випускаються в ляє інформацію про налаштування L2-комутації багатьох варіантах, які різняться ціною, кількістю між мережевими модулями 2, при цьому пакетний портів та пропускною спроможністю. Як результат, комутатор 4 створює таблицю відповідності вузлів максимальна кількість мережевих модулів такого (тобто, мережевих модулів 2 та інтерфейсу хостмаршрутизатора може становити 4-48 модулів, а процесора 6) своїм портам. При надходженні памаксимальна комутаційна спроможність складає кету з зовнішньої мережі мережевий модуль 2 500-240000МБіт/с, що задовольняє широкий здійснює його первинний аналіз та інкапсуляцію в спектр застосувань. кадр стандарту IEEE 802.3 згідно [3]. Інкапсуляція Література: потрібна для підтримки «комутації рівня 2» пакетів 1. Rowett, Kevin J.; Collins, Crosswell C.; Buell, різних типів. Адресою вузла отримувача сформоEric R. - Apparatus and method for a network router ваного кадру буде МАС-адреса відповідного меU.S. Patent #5,991,817 - USPTO - Nov 23, 1999. режевого модуля 2, якщо пакет підпадає під задані 2. Briddell, Dennis M.; Shroff, Chirag - Switching критерії L2-комутації, та МАС-адреса інтерфейсу fabric for interfacing a host processor and a plurality хост-процесра 6 в супротивному випадку. Мереof network modules - U.S. Patent #6,973,093 жевий модуль-отримувач 2, отримавши пакет чеUSPTO - Dec 5, 2005. рез комутатор 4 комутаційної платформи 1 та від3. E. Rosen et al., - MPLS Label Stack Encoding повідний інтерфейс підключення мережевого - IETF RFC 3032 (www.rfc-editor.org/rfc/rfc3032.txt). Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601