[發明專利]一種路由交換設備、方法和交換線卡板

有效

• 申請號: 200810114906.0
• 申請日: 2008-06-13
• 公開（公告）號: CN101296186A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 楊武
• 申請（專利權）人: 杭州華三通信技術有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/06
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 宋志強;麻海明

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種路由交換設備、方法和交換線卡板。

背景技術

路由器是OSI(開放系統互連)協議模型的第三層(L3)，即網絡層中的分組交換設備(或網絡層中繼設備)，路由技術由兩項最基本的活動組成，即決定最優路徑和傳輸數據包，即IP報文。路由器在接收到報文后，首先把鏈路層的包頭去掉(拆包)，讀取目的地址，然后查找路由表，若能確定下一步往哪送，則再加上鏈路層的包頭(打包)，把該報文轉發到可以到達該目的地的下一臺路由器處。當下一臺路由器接收到該報文時，也會查看其目標地址，并使用合適的路徑繼續傳送給后面的路由器。依次類推，直到報文到達最終目的地。若路由器不能確定下一步的地址，則向源地址返回一個信息，并把這個報文丟掉。其中，路由器端口類型多，支持的三層協議多，路由能力強，所以適合于在大型網絡之間的互連。

圖1示出了現有技術中的一種路由器的結構示意圖，包括：主控板和路由線卡板(接口板、業務板等)。其中，主控板包括主控引擎和以太網交換單元。其中，以太網交換單元也可以位于主控板之外，如可將以太網交換單元放置到背板上，或者以太網交換單元也可以是一個獨立的交換板。以太網交換單元與各個路由線卡板相連，并包括控制平面和數據平面兩方面的功能。其中，以太網交換單元的控制平面用于完成線卡板的配置、路由信息下發、程序升級、控制報文及協議報文上報等業務；以太網交換單元的數據平面用于完成線卡板之間的數據報文的轉發，此外，一些特定的控制報文也可?以通過數據平面上報到主控板。主控引擎與以太網交換單元相連，用于完成路由控制、報文處理等。可見，在進行報文轉發時，通常只涉及以太網交換單元的數據平面。

其中，圖1所示路由線卡板可以為分布式路由線卡板，用于完成分布式轉發，即各路由線卡板中均有用于控制報文轉發的轉發引擎，在路由線卡板完成配置后，通過入端口接收來自外部的報文，路由線卡板的轉發引擎根據報文中的信息查路由轉發表后，更新報文頭信息，將報文通過以太網交換單元轉發給相應地路由線卡板，由相應地路由線卡板將報文通過出端口發送出去。

但路由器一般都是基于CPU(Central?Processor?Unit，中央處理器)以“單跳時鐘，，指令計算的方式來處理和轉發報文的，即路由線卡板的控制中心通常為CPU，這種方式轉發報文的效率是比較低的。隨著以太網和TCP/IP(傳輸控制協議/互聯網協議)的迅速崛起和廣泛應用，企業內部網絡越來越龐大，路由器轉發報文的效率已經不能滿足應用要求，且以太網已經成為最大的廣域網，這些變化直接導致了交換機的出現。

交換機包括二層(L2)交換機和三層(L3)交換機。二層交換機是OSI協議模型的數據鏈路層的設備，它能夠讀取報文中的MAC(媒體接入控制)地址信息并根據MAC地址來進行交換。由于二層交換機一般具有很寬的交換總線帶寬，所以可以同時為很多端口進行數據交換，又由于二層交換機一般都含有專門用于處理報文轉發的ASIC(Application?specific?IntegratedCircuit，專用集成電路)芯片，因此轉發速度可以做到非常快。二層交換機內部有一個二層轉發表，這個轉發表標明了MAC地址和交換機端口的對應關系。當交換機從某個端口收到一個報文，它首先讀取包頭中的源MAC地址，這樣它就知道源MAC地址的機器是連在哪個端口上的，它再去讀取包頭中的目的MAC地址，并在轉發表中查找相應的端口，如果表中有與這個目的MAC地址對應的端口，則把報文直接復制到這個端口上，如果在表中找不到相應的端口則把報文廣播到所有端口上，當目的機器對源機器回應?時，交換機又可以學習一目的MAC地址與哪個端口對應，在下次傳送報文時就不再需要對所有端口進行廣播了。

但二層交換機主要適用于小型局域網中，小型局域網中機器數量在二、三十臺以下，這樣的網絡環境下，廣播報文對網絡的擁塞影響不大。對于大型局域網，為了減小廣播風暴的危害，必須把大型局域網按功能或地域等因素劃分成一個一個的小局域網，也就是一個一個的小虛擬局域網(VLAN)段，這樣必然導致不同VLAN間存在大量的互訪，單純使用二層交換機沒辦法實現網間的互訪；而單純使用路由器，則由于端口數量有限，路由速度較慢，而限制了網絡的規模和訪問速度，所以這種環境下，通常由二層交換機做VLAN網內的交換，由路由器專門負責網間的路由工作。或者，大型局域網也可以由三層交換機來完成報文轉發。