Cisco12000系列信元打包技术提高带宽利用率
添加时间: 2008-2-24 11:22:07 作者: Cisco指导 阅读次数:38 来源: http://www.d9soft.com
信元打包（又被称为信元串联）是一种能够将多个信元中继异步传输模式（atm）信元封装到同一个ip/mpls分组中的机制。它让电信运营商能够克服信元中继传输所固有的带宽效率低下问题。
信元中继带宽效率低下
信元中继之所以会导致分组交换 网络 （psn）的带宽效率低下，主要是由于下列原因。
信元中继需要交换所有信元中继分组，因而会降低分组转发速率（pps）。例如，如果需要传输六个atm信元，网络核心设备就要交换六个分组，耗费六个分组转发的资源（如带宽）。但是，如果利用信元打包技术，将六个atm信元打包到同一个分组之中，网络核心设备只需要交换一个分组，而且只需要耗费一个分组转发的资源。因此，电信运营商能够利用信元打包技术节约网络核心的分组转发资源。
信元中继还会导致带宽利用率的降低。例如，假定有一个电信运营商希望在包含packet-over-sonet（pos）接口的多协议标签交换（mpls）核心上传输一个信元中继atm信元流。在运营商网络边缘上，52字节的atm信元（不包括一个字节的报头校验[hec]）附带有4字节的控制字、4字节的虚拟电路标签、4字节的隧道标签和4字节的思科高级数据链路控制（hdlc）第二层报头。每个52字节的atm信元的总开销为16字节。因此，pos光纤上的最终分组大小为68字节（即52字节的atm信元＋16字节的开销）。在这种情况下，信元中继的带宽浪费率约为23.52%（16/68）。
在这种情况下，如果采用信元打包技术，并且假定您将六个信元封装到同一个mpls分组之中，那么总的开销仍然为16字节，但是有效载荷为312字节，从而将带宽效率提高到大约95.12%。因此，电信运营商能够利用信用打包技术将带宽利用率提高了18.65%（即从76.47%提高到95.12%）。
cisco 12000、7500和7200系列路由器支持信元打包技术，但是本文主要介绍它在4端口ip服务引擎（ise） atm-over-sonet oc-12/stm-4和4端口ise atm-over-sonet oc-3/stm-1线路卡上的实施。
第xx页中的表格列出了cisco 12000支持的信元打包功能。
节约带宽
atm信元被打包到一个mpls分组中，以提高分组交换网络（psn）效率。
" alt="atm信元被打包到一个mpls分组中，以提高分组交换网络（psn）效率" />
" alt="atm信元被打包到一个mpls分组中，以提高分组交换网络（psn）效率" />
信元打包参数
信元打包主要包含两个参数：最小信元打包个数（mncp）的大小（也被称为信元打包大小）和最大信元打包计时器（mcpt）的超时值。
在建立信元打包连接时，您必须配置mncp大小和mcpt超时值。这些信息会被记录到输入和输出硬件的信元打包现场可编程门阵列（fpga）之中。
这些参数的范围如下：
mncp大小介于2到28个atm信元之间
mcpt超时值介于2到4095微秒（us）之间（可由ios配置的范围）
mcpt硬件编程范围为50us到25ms（mcpt超时的步进精度为50us）
mncp的最大值为28个atm信元，因为以太网的mtu为1500字节。如果一个mpls分组打包的atm信元数超过28个，那么它将会在以太网接口上被丢弃。尽管 cisco ios命令行界面（cli）允许您将mcpt值设置为2-4095us之间的一个值，硬件可编程范围实际上是50us到25ms，步进单位为50us。
在标签传播和绑定期间，pe1和pe2会通过设置ldp接口参数字段，交换mncp值。当pe1收到pe2的mncp时，它会被存储在pe1的预定义vc/vp/端口数据库之中，反之亦然。任何一个供应商边缘上的mncp的任何改动都会导致标签被撤销和虚拟电路在两端重新建立，而且旧的值将会被新的值所取代。
如果pe1不支持信元打包（即mncp等于1），pe2应当在每个mpls分组中只发送一个信元，但是能够接收打包信元――如果pe2启动了信元打包。
mcpt在本地具有重要的作用，它的范围通常取决于atm连接速度oc-3或者oc-12。如果mcpt计时器超时，打包的信元将会立即通过一个mpls分组发出――即使打包尚未完成；即分组中的信元个数并没有达到mncp。
一个信元打包分组在mpls 网络 中的生命周期
第xx页的图1显示了被打包到mpls网络中的atm信元。
在输入供应商边缘，atm信元到达atm端口，由分段和重组（sar）芯片进行处理。sar芯片会将每个atm信元区分为aal0、aal5或者oam信元。对于有效的aal0信元，sar芯片会从atm信元报头中去除一个字节的hec，将剩余的52字节atm信元发送到信元打包fpga。信元打包fpga则会根据mncp和mcpt配置参数打包信元。
输入atm信元会在mcpt超时之前，排队构成一个信元包，直到达到预定的信元包大小为止。这时，fpga会生成控制字，将t标志编码为0，指明aal0 atm信元类型，为每个信元包分组生成一个序列号。剩余的字段都被设置为0。
fpga会将控制字（cw）附加到信元打包分组，将该分组转发到硬件转发asic。（在伪线设置中cw是可选的。如果两个pe商定支持cw，它就会被使用；否则它就不会被插入。）
cisco 12000系列路由器对信元打包的支持
cisco 12000线路卡 4端口ip服务引擎（ise） atm over sonet oc-12/stm-4
4端口ise atm over sonet oc-3/stm-1
cisco 12000型号 全部
软件 cisco ios软件版本12.(27)s1和更高版本
信元打包传输模式 虚拟电路连接模式
虚拟路径连接模式
端口连接模式
运营、 管理 和维护（oam） f4和f5上的分段回环和故障管理
f4和f5上的故障管理
服务质量 信元丢失优先级（clp）分类
试验性（exp）标记
atm论坛流量管理4.0和4.1，基于虚拟电路监管、排序和整形
基于监管措施的信元打包
加权随机早期检测（wred）和modified deficit round robin（mdrr）输出双clp阈值队列极限
交换类型 伪线
本地交换
硬件转发asic会添加vc和隧道标签，将分组转发到面向核心的mpls连接。面向核心的mpls连接会为mpls分组添加第二层报头，再将mpls分组放到光纤上。
在mpls核心，分组包含一个atm信元包＋cw＋vc标签＋igp标签＋第二层报头。隧道标签将在倒数第二跳被去除。发送到输出供应商边缘的分组包含一个atm信元包＋cw＋vc标签＋第二层报头。
在输出供应商边缘，面向核心的mpls连接能够将分组从光纤中取出，去除第二层报头，再将分组转发到面向边缘的线路卡。面向边缘的线路卡上的硬件转发asic会去除vc标签，将剩余的分组转发到输出信元打包fpga。
输出信元打包fpga会去除控制字，利用其fifo缓存将atm信元打包分组分解为52字节的atm信元。这些52字节的atm信元随后会被转发到sar芯片。
输出sar芯片会从fpga收到52字节的atm芯片，向atm信元报头添加1字节的hec，构成一个53字节的atm信元。这些atm信元随后将通过线路发送到输出atm永久虚拟电路。
javed asghar 是一位软件工程师，精通用于千兆交换和路由器平台的高级mpls技术。现就职于思科的路由技术部门。他的电子邮件地址为jasghar@cisco.com。
syed natif nawaz，ccie编号8825，是思科路由技术部门千兆交换和路由平台领域的软件开发经理。他的电子邮件地址为snawaz@cisco.com。
muhammad waris sagheer是一位软件工程师，精通用于千兆交换和路由器平台的高级mpls技术。现就职于思科的路由技术部门。他的电子邮件地址为waris@cisco.com。
信元打包的配置和验证
下面是信元打包配置的三个例子：vc模式、vp模式和端口模式。另外还将介绍信元打包的验证过程。
在例1中，pe1和pe2都配置为信元打包vc模式，mncp为六个信元，mcpt为100us，而流量具有双向的oc-3线性速率。
例1：信元打包vc模式配置
pe1#sh running-config interface atm 5/0
building configuration...
current configuration : 286 bytes
!
interface atm5/0
atm mcpt-timers 50 100 200
pvc 0/32 12transport
cell-packing 6 mcpt-timer 2
encapsulation aal0
xconnect 203.203.203.203 1 encapsulation mpls
!
end
pe2#sh running-config interface atm 2/2
building configuration...
current configuration : 307 bytes
!
interface atm2/2
atm mcpt-timers 50 100 200
pvc 0/32 12transport
cell-packing 6 mcpt-timer 2
encapsulation aal0
xconnect 201.201.201,201 1 encapsulation mpls
end
信元打包vp模式配置示例
在例2中，pe1设置为信元打包vp模式，而pe2配置与之对称。mncp为六个信元，mcpt为100us。
例2
peifish running-config interface atm 5/0
building configuration...
current configuration : 263 bytes
!
interface atm5/0
atm mcpt-timers 50 100 200 三个独立计时器，单位为毫秒
atm pvp 1 12transport
cell-packing 6 mcpt-timer 2 mncp 6和mcpt 100毫秒
xconnect 203.203.203.203 1
encapsulation mpls
end
Cisco12000系列信元打包技术提高带宽利用率(1) 第 [1] [2] 下一页
上一篇文章: 资料分享——CCNP-CIT中文笔记 下一篇文章: Cisco路由器上配置pppoe拨号