现代高速网络技术及其展望

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1、现代高速网络技术及其展望随着全业务运营的不断深入．全网IP化已经成为一个不争的事实。这一切带来了业务量的急剧增长，对3大运营商传输网的压力也越来越大。增加传输网的带宽已刻不容缓。目前。40GDWDM技术已经逐步成熟并走向规模商用，初步解决了当前网络对于容量的迫切需求。当大家的焦点都集中在40Gbit/s(下文简称40G)的规模商用时，20l0年6月，100GE标准通过，在数据业务的爆炸式增长下，100G正在不断地发展和完善，100Gbit/s(下文简称100G)高速传输技术已经成为业界关注的热点。1、10G产品测试要点从前面的介绍可以看

2、出，与10G相关的标准和接口种类比较多，所以从测试的角度看，首先要进行的是进行10G芯片及接口的测试；但在所有相关的测试内容中，对于XAUI接口的测试，是一个非常重要和基础的部分。原因在于，XAUI接口是物理层和数据链路层的一个分水岭，有大量的10GE收发模块包括XENPAK，XPAK，X2，CX4都是基于XAUI接口开发，在XAUI之下可直接测试收发模块PCS，WIS，PMA/PMD各子层的功能及处理性能；而在XAUI之上，可测试母板在MAC，RS子层的功能和转发性能。10G交换系统最典型的设备就是万兆以太网交换机，根据其设计结构和应

3、用点，要考虑的测试点包括以下几点。（1）数据包处理器（PacketProcessor）的运算能力因为包处理器需要作大量的读取包头信息、查表运算。查表运算是非常消耗CPU资源的，在10GE的速度下，包处理器每秒钟需要读取的包头数量可以高达14,880,952个，在复杂的分类规则约束下，包处理器不仅只检测MACDA，SA等常规信息，经常情况是需要检测类似VLAN，VLANPriority，MPLS，TOS，IPDA，SA等多层信息，而且还需要根据这些信息查询多个表项（路由表、转发表、标签转发表、过滤条件表），并找到以太网包的合法性和出口属性

4、，数据包处理能力的好坏直接决定产品的性能。（2）表单（LookupTable）容量在入口板卡上，会同时驻留类似MAC地址表，ARP学习表，路由表，转发表，标签转发表，过滤条件表等多种表项，这些表项的容量大小及存取速度直接决定了可以同时处理的以太网包的复杂程度，转发效率。如果容量太小或存取速度太慢，可能直接在本环节形成失效，无法转入下一处理环节。（3）流量测量器（Meter）的处理能力流量测量器需要在10GE线速情况下，根据单漏或双漏的定义规则，对连续经过的报文进行长度、包间隔、突发大小、平均速率、峰值速率快速运算，并进行相应的标记。需要

5、注意的是，这种运算可能不仅仅是针对一条流，有可能是针对多条流，甚至是成百上千的流。这也是一个CPU资源消耗型的器件。在QoS管理中会造成性能的瓶颈，甚至是管理功能的失效。（4）队列（Queue）的缓冲和调度能力队列的数量是一个很重要的指标，他决定了队头阻塞（HOL）发生的可能大小；队列的容量是另外一个很重要的指标，当出口发生拥塞时，如果队列容量太小，会造成丢包的急剧增加，直接影响业务质量。在10GE端口上，由于带宽较GE要高出10倍，通常会处于核心节点，用于收敛和汇聚各个方向的用户，其承载的用户量也是非常惊人的，通常可以达到30万左右。

6、因此，相应的队列要求也比一般的千兆系统要高出十几倍，甚至更多。另外，由于对队列的调度存在多种算法，如WRR，WFQ，StrictPriority等，各种不同的算法会同时作用到不同的队列上，因此能否按设定的规则同时对高达30万级的队列进行正确的调度，是衡量队列调度能力的关键。（5）交换矩阵（SwitchFabric）的交换能力一个10GE的交换系统，能否真正做到全网状无阻塞的线速交换，除了前面提到的一系列处理器件外，最核心的部分就是交换矩阵。首先，他是否是真正的全双工矩阵器件，还是部分总线型的器件。另外，在每一个方向上，是否真正能达到线速

7、交换，交换的延迟有多大，是否有控制上的缺陷等，都是我们需要重点考察的问题。对于组播和广播报文，交换矩阵通常承担主要的复制工作，复制的数量和速率，会对交换矩阵的性能产生很大影响，因此需要重点考察交换矩阵的复制效率和正确性。（6）控制平面（ControlPlane）路由学习和收敛性能在常规的交换系统内，路由的计算和运行都位于主控系统上，运算的结果需要反映到各线卡的转发表项中，因此主控平面的性能好坏，直接决定了转发表项的生成效率。与主控平面性能相关的测试指标，包括路由运算的速率和路由数据库的容量。同时，能够运行的协议种类，如LDP，OSPF，

8、BGP，PIM等；当路由拓朴发生变化时，路由平面的收敛速度；路由计算结果转化为各转发表的速度。（7）主要性能测试点10GE线速情况下的二、三层吞吐量、时延、抖动等基准指标。10GE线速情况下对包的过滤能力，