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利用直连网络实现可扩展路由器探究摘要: 传统意义上的路由器装置在实践运行过程当中仅仅能够完成单纯意义上的报文数据信息转发功能。在网络结构不断优化升级,网络技术发展日益完善的背景作用之下,新时期的路由器装置势必需要以功能服务的扩展与强化达到提高路由器装置运行质量的关键目的。在当前技术条件支持下,包括防火墙技术、入侵检测系统技术、信令网关应用技术以及IPv6技术均应当在路由器装置运行过程当中予以实践。从这一角度上来说,现阶段的路由器装置应当由传统意义上的单一性的报文转发设备向综合化的网络服务设备方向转变,新型可拓展路由器装置的研发及其应用必须应当各方工作人员的特别关注与重视。依据这一实际情况,以可拓展路由器装置为研究对象,着眼于直连网络运行实际情况,从直连网络支持下蜂巢结构分析以及可拓展路由器性能策略分析这两个方面入手,围绕“如何借助于直连网络实现路由器装置的可拓展性”这一中心问题展开较为详细的分析与阐述,并据此论证直连网络的引入及其应用在进一步提高可拓展路由器装置运行质量与运行可拓展性的过程中所发挥的重要作用与意义。 相关工作人员应当明确一个方面的问题:互联网网络的发展直接表现为用户流量参数的显著性发展与增长。在这一背景作用之下,路由器是必须要以更为广泛且深入的容量实现对用户流量增长参数的充分性满足。传统意义上的路由器装置主要由集中式交换网络与线卡装置这几两个方面所构成。受到这一因素影响,集中式交换网络所支持的端口数目是较为有限的。并且有关路由器装置运行调度算法的处理也会在端口数目的持续性增加过程当中逐渐演变得更为复杂,从这一角度上来说,交换网络已成为整个路由器装置运行性能的最核心问题所在。同传统意义上的交换式网络相比,直连网络所表现出的高容错性与良好扩展性性能使得其具备应用于路由器中的深远意义与价值。借助于直连网络支持下的蜂巢结构,针对可扩展路由器运行性能相关策略进行了较为详细的分析与阐述。本文试针对以上问题,对其做详细分析与说明。 1 直连网络支持下蜂巢结构分析 何谓直连网络呢?从理论上来说,直连网络主要是指整个直连网络系统当中的每一个节点不仅是网络终端,同时也是信息转发作业节点。同传统意义上的集中式交换网络而言,直连网络最为显著的特点在于:线卡(节点)在直连网络运行过程当中不仅能够负责分组输入、输出以及内容处理相关人物,同时也能够肩负各分组单元在各个线卡之间的信息数据转发任务。与此同时,在由源节点传递至目的节点的过程当中,分组运行往往涉及到的多个中间阶段的转送作业。从这一角度上来说,路由器装置在针对直连网络进行设计的过程当中,需要同时兼顾:① 拓扑;② 流控以及;③ 路由这三个方面的问题。在这一过程当中,拓扑主要表示直连网络中数据通道与节点之间的连接关系(以静态式连接关系为主)。基于所选定的拓扑结构而言,路由算法为每个分组选择一条能够独立到达目的接地的路由路径,并结合流控对资源的合理分配达到简化路由器装置设计布局的目的。更为关键的一点在于:路由器装置设置应当确保流控方案与路由算法的高度有效性配合,在此基础之上实现分组吞吐率的合理提升与分组延时的有效降低。 以直连网络为基础,蜂巢结构的研究及其应用能够有效应用于可拓展路由器装置当中。此类蜂巢结构基本单元从本质上来说是一个增加了中心点的整六边形装置,直连网络支持下的蜂巢结构示意图如下图所示(见图1)。 图1中的0~6数字代表直连网络支持下各节点添加至基本单元中的次序表现形式。换句话来说,直连网络支持下的蜂巢结构每增加一个节点,整个蜂巢结构的边也会同时增加。从这一角度上来说,在可拓展路由器装置的设计部署过程当中,为确保路由器运行空间能够达到充分利用,其结构布局应当以多层式为主。蜂巢结构应当考虑在单机架的每层层面部署一个基本单元,层间对应节点在数据链链路支持下实现连接。与此同时,考虑到整个蜂巢结构支持下可拓展路由器系统容错性的稳定提升,可采取将机架最顶端与最低端对应节点进行连接等方式实现,整个蜂巢结构支持下单机架部署的多层结构示意图如下图所示(见图2)。 2 可拓展路由器性能策略分析 1)可拓展路由器CPU工作效率的提升策略分析:在当前技术条件支持下,可拓展路由器CPU装置能够在多种频率下完成路由工作。相关实践研究结果表明:可拓展路由器CPU装置工作频率的提升与路由器运行最大吞吐量指标表现出线性相关关系。从这一角度上来说,工作频率的提升基本可以分为以下两个方面:① 可拓展路由器CPU装置内频参数的提升;② 可拓展路由器内部总线频率参数的提升。从工作效率的提升角度上来说,内频参数的提升能够有效提升单位时间内可拓展路由器CPU装置的执行指令数,而内部总线频率参数的提升能够达到对可拓展路由器CPU装置总线访问频率的提升目的。与此同时,借助于可拓展路由器CPU装