智能网络核心路由器的十项性能指标的设计方案

发布时间:2015-03-16 阅读量:865 来源: 我爱方案网 作者:

【导读】目前,高速路由器的背板交换能力应达到40Gbps以上,同时系统及时暂时不提供OC_192/STM_64接口,也必须在将来无须对现有接口卡和通用部件升级的情况下支持该接口。

高速路由器的系统交换能力与处理能力是其有别于一般路由器能力的重要体现。目前,高速路由器的背板交换能力应达到40Gbps以上,同时系统及时暂时不提供OC_192/STM_64接口,也必须在将来无须对现有接口卡和通用部件升级的情况下支持该接口。在设备处理能力方面,当系统满负荷运行时,所有接口应该能够以线速处理短包,如40字节、64字节,同时,告诉路由器的交换矩阵应能够无阻塞地以玄素处理所有接口的交换,且与流量的类型无关。

指标一:吞吐量


吞吐量是路由器的包转发能力。吞吐量与路由器端口数量、端口速率、数据包长度、数据包类型、路由计算模式(分布与集中)以及测试方法有关,一般泛指处理器除了数据包的能力。告诉路由器的包转发能力至少达到20Mbps以上,吞吐量主要包括两个方面:

1:整机吞吐量、

整机指设备整机的包转发能力,是设备性能的重要指标。路由器的工作在于根据IP包头或者MPLS标记选路,因此性能指标是指每秒转发包的数量。整机吞吐通常小于路由器所有端口吞吐量之和。

2:端口吞吐量

端口吞吐量是指端口包转发能力,它是路由器在某端口上的包转发能力。通常采用两个相同速率测试接口。一般测试接口可能与接口位置信息及关系相关,例如同一插卡上端口间测试的吞吐量可能与不同插卡上端口间吞吐量值不同。

指标之二:路由表能力


路由器通常依靠所建立及维护的路由表来决定包的转发。路由表能力是指路由表内所容纳路由表项数量的极限。由于在internet上执行BGP协议的路由器通常拥有数十万条路由表项,所以该项目也是路哟去能力的重要体现。一般而言,高速路由器应该能够支持至少25万条路由,平均每个目的地址至少提供2条路径,系统必须支持至少25个BGP对等以及至少50个LGP邻居。

指标之三:背板能力


背板指输入与输出端口间的物理通路。背板能力是路由器的内部实现,传统路由器此案有共享背板,但是作为高性能路由器不可避免会遇到拥塞问题,其次也很难设计出高速的共享总线,所以现有高速路由器一般采用可交换式背板的设计。背板能力能够体现在路由器吞吐量上,背板能力通常大于依据吞吐量和测试包所计算的值。但是背板能力只能在设计中体现,一般无法测试。

指标之四:丢包率


丢包率是指路由器在稳定的持续负荷下,由于资源缺少而不能转发的数据包在应该转发的数据包中所占的比例。丢包率通常用作衡量路由器在超负荷工作时路由器的性能。丢包率与数据包长度以及发送频率相关,在一些环境下,可以加上路由抖动或大量路由后进行测试模拟。

指标之五:时延


时延是指数据包第一个比特进入路由器到最后一个比特进入路由器输出的时间间隔。该时间间隔是存储转发方式工作的路由器的处理时间。时延与数据包长度的链路速率都有关,通常在路由器端口吞吐量范围内测试。时延对网络性能影响较大,作为高速路由器,在最差情况下,要求对1518字节以及以下的Ip包时延均小于1ms。

指标之六:背靠背帧数


背靠背帧数是指最小帧间隔发送最多数据包不引起丢包的数据包数量。该指标用于测试路由器缓存能力。具有线速全双工转发能力的路由器,该指标值无限大。
智能网络核心路由器的十项性能指标的设计方案

指标之七:时延抖动


时延抖动是指时延变化。数据业务对时延抖动不敏感,所以该指标通常不作为衡量高速路由器的重要指标。对IP上除数据外的其他业务,如语音、视频业务,该指标才有测试的必要性。

 

指标之八:服务质量能力

1:队列管理机制

队列管理控制机制通常指路由器拥塞管理机制及其队列调度算法。常见的方法有RED、WRED、WRR、DRR、WFQ、WF2Q等。

排队策略:

(1)支持公平排队算法。

(2)支持加权公平排队算法。该算法给每个队列一个权,由它决定该队列可享用的链路带宽。这样,实时业务可以确实得到所要求的性能,非弹性业务流可以与普通业务流相互隔离。

(3)在输入/输出队列的管理上,应采用虚拟输出队列的方法。

拥塞控制:

(1)必须支持WFQ、RED等拥塞控制机制。

(2)必须支持一种机制,由该机制可以为不符合其业务级别CIR/Burst合同的流量标记一个较高的丢球优先级,该优先级应比满足合同的流量和尽力而为的流量的丢弃优先级高。

(3)在有可能存在输出队列争抢的交换环境中,必须提供有效地方法消除头部拥塞。

2:端口硬件队列数

通常路由器所支持的优先级由端口硬件队列来保证。每个队列中的优先级由队列调度算法控制。

指标之九:网络管理


网管是指网络管理员通过网络管理程序对网络上资源进行集中化管理的操作,包括配置管理、计帐管理、性能管理、差错管理和安全管理。设备所支持的网管程度体现设备的可管理性与可维护性,通常使用SNMPv2协议进行管理。网管粒度指示路由器管理的精细程度,如管理到端口、到网段、到Ip地址、到MAC地址等粒度。管理粒度可能影响路由器转发能力。

指标之十:可靠性和可用性

1:设备的冗余

冗余可以包括接口冗余、插卡冗余、电源冗余、系统板冗余、时钟板冗余、设备冗余等。冗余用于保证设备的可靠性与可用性,设为首页冗余量的设计应当在设备可靠性与投资间折中。路由器可以通过VRRP等协议来保证路由器的冗余。

2:热插拔组件:

由于路由器通常要求24小时工作,所以更换部件不影响路由器工作。部件热插拔是路由器24小时工作的保障。

3:无故障工作时间:

该指标按照统计方式指出设备无故障工作的时间。一般无法测试,可以通过主要器件的无故障工作时间计算或者大量相同设备的工作情况计算。

4:内部时钟精度

拥有ATM端口做电路仿真或者POS口的路由器互连通常需要同步。在使用内部时钟时,其精度会影响误码率。

在高速路由器技术规范中,高速路由器的可靠性与可靠性规定应达到以下要求:

①系统应达到或超过99.999%的可用性。

② 无故障连续工作时间:MTBF>10万小时。

③ 故障恢复时间:系统故障恢复时间 < 30 mins。

④ 系统应具有自动保护切换功能。主备用切换时间应小于50ms。

⑤ SDH和ATM接口应具有自动保护切换功能,切换时间应小于50ms。

⑥ 要求设备具有高可靠性和高稳定性。主处理器、主存储器、交换矩阵、电源、总线仲裁器和管理接口等系统主要部件应具有热备份冗余。线卡要求m+n备份并提供远端测试诊断功能。

相关文章

智能网络SoC FPGA的DSP能力应对新兴的小型基站需求方案

智能网络TI在KeyStone器件实现IEEE1588时钟的设计方案

智能网络基于VoWi-Fi在LTE时代的语音通信的设计方案
相关资讯
Nexperia发布1V保护二极管矩阵,破解高速接口ESD防护设计瓶颈

在USB4®和Thunderbolt™接口传输速率突破10GHz的产业背景下,静电放电(ESD)和意外短路引发的系统失效已成为消费电子与通信设备的核心痛点。传统保护方案在射频性能与防护强度间的取舍矛盾,特别是不合规Type-C接口中Vbus与TX/RX短路风险,迫使行业寻求突破性解决方案。Nexperia最新推出的五款1V保护二极管,通过创新架构实现鱼与熊掌兼得的技术跨越。

璞璘科技突破纳米压印技术瓶颈 国产高端半导体设备实现交付

2025年8月1日,璞璘科技自主研发的首台PL-SR系列喷墨步进式纳米压印设备正式通过验收并交付国内特色工艺客户。该设备攻克了步进硬板非真空贴合、喷胶与薄胶压印、压印胶残余层控制等关键技术,标志着我国在高端半导体装备领域取得实质性突破。

台积电强化技术安全机制,2nm制程研发涉潜在风险事件引关注

全球晶圆代工龙头企业台积电在推进2nm先进制程量产的关键阶段,于内部安全审查中发现异常活动。公司声明显示,其监控系统侦测到未经授权的技术信息访问行为,已对涉事人员解除雇佣关系,并启动法律程序追责。

Onsemi发布2025 Q2财报:稳健业绩驱动半导体复苏​

在2025年8月4日,全球领先的半导体解决方案供应商Onsemi正式发布了其2025年第二季度财务报告。本季度,公司展现了稳健的经营表现,反映其在功率半导体领域的战略优势。随着汽车电子化和人工智能应用的加速渗透,Onsemi通过持续优化业务模式,在充满变化的市场环境中取得可喜进展。

全球智能手机单季收入首破千亿 高端战略驱动价量增长分化

据Counterpoint Research近期发布的报告,2025年第二季度,全球智能手机市场呈现显著收入增长,总收入达1000亿美元以上,同比提升10%。这一数据创下了自统计以来第二季度的收入新高峰。尽管出货量仅同比增长3%,不足总量的显著跃升,但市场动能源于平均售价(ASP)的大幅上涨。报告显示,本季度ASP同比增长7%,达到约350美元的历史高位,反映出消费者对高端设备的强劲需求推动了整体盈利能力提升。这种收入与出货量的差异化增长,突显了市场结构正加速向高端化转变。