이 문서에서는 Cisco 12000 Series Internet Router 라인 카드 설계에 대한 개요를 제공합니다.
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Cisco 12000 Series 인터넷 라우터
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Cisco 12000 Series Internet Router는 모든 라인 카드(LC)가 Cisco IOS® 소프트웨어 이미지 사본을 실행하고 모든 스위칭이 LC에서 수행된다는 점에서 진정한 분산형 아키텍처를 갖추고 있습니다.Cisco Express Forwarding 스위칭이 유일한 스위칭 경로입니다.7500 시리즈와 같은 다른 플랫폼에서는 빠른 스위칭, 최적의 스위칭 등이 없습니다.다른 플랫폼에서 사용할 수 있는 비분산형 스위칭 경로의 개요는 How to Choose the Best Router Switching Path for Your Network를 참조하십시오.
패킷 전달 기능은 각 라인 카드에 의해 수행됩니다.GRP(Gigabit Route Processor)에서 계산한 전달 테이블 사본이 시스템의 각 라인 카드에 배포됩니다.각 라인 카드는 전달 테이블의 로컬 복사본에서 수신된 각 데이터그램에 대해 대상 주소를 독립적으로 조회하며, 데이터그램은 크로스바 스위치 패브릭에서 대상 라인 카드로 전환됩니다.LC의 기본 기능은 IP/MPLS(Multiprotocol Label Switching) 포워딩, Ping 응답 및 패킷 단편화입니다.
라인 카드는 다음을 처리합니다.
큐잉(예: First In, First Out(FIFO), MDRR(Modified Defense Round Robin))
ACL(Access Lists) 및 CAR(Committed Access Rate)와 같은 기타 기능
통계(예: NetFlow 및 Cisco Express Forwarding 계정 관리)
라인 카드 아키텍처를 더 자세히 살펴보기 전에 특정 Cisco 12000 운영을 이해하는 것이 중요합니다.다음 범주로 나눌 수 있습니다.
경로 결정
Cisco Express 포워딩
혼잡 관리와 같은 QoS(Quality of Service)
Cisco 12000의 경로 결정 프로세스에는 다음 작업이 포함됩니다.
EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol), IS-IS(Intermediate System-to-Intermediate System), OSPF(Open Shortest Path First) 등의 내부 라우팅 프로토콜 처리
BGP(Border Gateway Protocol)와 같은 외부 게이트웨이 프로토콜 처리
라우팅 업데이트 실행 및 응답
라우팅 테이블 생성 및 관리
재귀 경로 확인
전달 테이블에 업데이트 보내기
12000에서 IP 데이터그램을 전달하려면 먼저 GRP가 로컬 라우팅 테이블을 구축해야 합니다.이 라우팅 테이블에는 수신 IP 패킷에 대한 다음 hop 정보가 포함됩니다.
GRP는 EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol), ISIS(Intermediate System-to-Intermediate System), OSPF(Open Shortest Path First) 및 BGP(Border Gateway Protocol)와 같은 내부 라우팅 프로토콜을 처리하여 라우팅 테이블을 구축하고 유지 관리합니다.
이 표에는 IP 패킷을 전달하는 데 필요한 모든 경로 항목 및 메트릭(예: 경로 길이)이 포함되어 있습니다.또한 GRP는 내부 프로토콜과 외부 게이트웨이 프로토콜(예: BGP)에 대한 지원을 제공할 때 발생하는 모든 재귀 경로를 계산합니다.GRP 및 라인 카드는 분산형 Cisco Express Forwarding(dCEF)이라는 새로운 분산 스위칭 방법을 사용합니다. 이 분산 스위칭 방법을 사용하면 사전 계산된 재귀 경로 정보를 포함한 패킷 전달이 각 라인 카드로 전송됩니다.
Cisco Express Forwarding에 대한 자세한 내용은 Cisco 12000 Series 인터넷 라우터에서 Cisco Express Forwarding 이해를 참조하십시오.
엔진 유형에 따라 다른 종류의 라인 카드 아키텍처가 있습니다.아래 그림에는 모든 LC에 대한 일반 공통 다이어그램이 나와 있습니다.
라인 카드 다이어그램
각 LC는 다음 세 가지 주요 섹션으로 나눌 수 있습니다.
PLIM(Physical Layer Interface Module) - 물리적 연결을 종료하는 하드웨어 모듈(미디어에 따라 다름;따라서 ATM(Asynchronous Transfer Mode), POS(Packet-over-SONET) 및 고속 이더넷)
L3 스위칭 엔진 - 이 포워딩 엔진은 실제로 패킷을 준비하여 스위칭 패브릭 전체에서 대상 LC로 전송합니다.L3 조회, 재작성, 버퍼링, 혼잡 제어 및 모든 L3, QoS 기능을 처리합니다.5가지 유형의 패킷 포워딩 엔진(엔진 0, 1, 2, 3 및 4)이 있습니다. 이 쓰기 당시의 라인 카드는 아래 표에 설명된 패킷 포워딩 엔진 유형에 따라 분류됩니다.
패브릭 인터페이스 - FIA(Fabric Interface ASIC)는 스위칭 패브릭에서 대상 LC로 전송할 패킷을 준비합니다.패브릭 허가 요청, 패브릭 큐잉, 슬롯당 멀티캐스트 복제 등을 처리합니다.
Cisco 12000 Series는 Core, Edge, Channelized Edge, ATM(Asynchronous Transfer Mode), 이더넷, DPT(Dynamic Packet Transport) 및 End-of-Sale 라인 카드를 포함한 광범위한 라인 카드 포트폴리오를 제공합니다.이러한 라인 카드는 Cisco 12000 Series 분산 시스템 아키텍처를 통해 높은 성능, 보장된 우선순위 패킷 전달 및 서비스, 투명한 OIR(온라인 삽입 및 제거)을 제공합니다.다음 표에는 2001년 12월 현재 릴리스된 라인 카드와 해당 엔진 유형이 나와 있습니다.
라인 카드 이름 | 엔진 | 지원되는 섀시 | IOS 릴리스 | 리소스 |
---|---|---|---|---|
1-Port OC-48 POS ISE One-Port OC-48c/STM-16c POS/SDH ISE Line Card | 엔진 3(ISE) | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(21)S 12.0(21)ST | 데이터시트 |
1-Port OC-48 POS One-Port OC-48c/STM-16c POS/SDH Line Card | 엔진 2 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(10)S 12.0(11)ST | 데이터시트 |
4-Port OC-48 POS Four-Port OC-48c/STM-16c POS/SDH Line Card | 엔진 4 | 10G 섀시만 해당 | 12.0(15)S 12.0(17)ST | 데이터시트 |
1-Port OC-192 POS One-Port OC-192c/STM-64c POS/SDH Line Card | 엔진 4 | 10G 섀시만 해당 | 12.0(15)S 12.0(17)ST | 데이터시트 |
라인 카드 이름 | 엔진 | 지원되는 섀시 | IOS 릴리스 | 리소스 |
---|---|---|---|---|
6-Port DS3 6-Port DS3 Line Card | 엔진 0 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(10)S 12.0(11)ST | 데이터시트 |
12-Port DS3 12-Port DS3 Line Card | 엔진 0 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(10)S 12.0(11)ST | 데이터시트 |
6-Port E3 6-Port E3 Line Card | 엔진 0 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(15)S 12.0(16)ST | 데이터시트(pdf 버전) |
12-Port E3 12-Port E3 Line Card | 엔진 0 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(15)S 12.0(16)ST | 데이터시트(pdf 버전) |
4-Port OC-3 POS Four-Port OC-3c/STM-1c POS/SDH Line Card | 엔진 0 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(05)S 12.0(11)ST | |
8-Port OC-3 POS Eight-Port OC-3c/STM-1c POS/SDH Line Card | 엔진 2 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(10)S 12.0(11)ST | 데이터시트 |
16-Port OC-3 POS 16포트 OC-3c/STM-1c POS/SDH Line Card | 엔진 2 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(10)S 12.0(11)ST | 데이터시트 |
16-Port OC-3 POS ISE 16포트 OC-3c/STM-1c POS/SDH ISE | 엔진 3(ISE) | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(21)S 12.0(21)ST | 데이터시트 |
1-Port OC-12 POS One-Port OC-12c/STM-4c POS/SDH Line Card | 엔진 0 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(10)S 12.0(11)ST | 데이터시트 |
4-Port OC-12 POS Four-Port OC-12c/STM-4c POS/SDH Line Card | 엔진 2 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(10)S 12.0(11)ST | 데이터시트 |
4-Port OC-12 POS ISE 4-Port OC-12c/STM-4c POS/SDH ISE Line Card | 엔진 3(ISE) | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(21)S 12.0(21)ST | 데이터시트 |
1-Port OC-48 POS ISE One-Port OC-48c/STM-16c POS/SDH ISE Line Card | 엔진 3(ISE) | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(21)S 12.0(21)ST | 데이터시트 |
라인 카드 이름 | 엔진 | 지원되는 섀시 | IOS 릴리스 | 리소스 |
---|---|---|---|---|
2-Port CHOC-3, DS1/E1 2포트 Channelized OC-3/STM-1(DS1/E1) Line Card | 엔진 0 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(17)S 12.0(17)ST | 데이터시트 |
1-Port CHOC-12, DS3 One-Port Channelized OC-12(DS3) Line Card | 엔진 0 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(05)S 12.0(11)ST | 데이터시트 |
1-Port CHOC-12, OC-3 One-Port Channelized OC-12/STM-4(OC-3/STM-1) Line Card | 엔진 0 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(05)S 12.0(11)ST | 데이터시트 |
4-Port CHOC-12 ISE 4-Port Channelized OC-12/STM-4(DS3/E3, OC-3c/STM-1c) POS/SDH ISE | 엔진 3(ISE) | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(21)S 12.0(21)ST | 데이터시트 |
1-Port CHOC-48 ISE One-Port Channelized OC-48/STM-16(DS3/E3, OC-3c/STM-1c, OC-12c/STM-4c) POS/SDH ISE Line Card | 엔진 3(ISE) | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(21)S 12.0(21)ST | 데이터시트 |
6-Port CH3 6-Port Channelized T3(T1) Line Card | 엔진 0 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(14)S 12.0(14)ST |
라인 카드 이름 | 엔진 | 지원되는 섀시 | IOS 릴리스 | 리소스 |
---|---|---|---|---|
4-Port OC-3 ATM Four-Port OC-3c/STM-1c ATM | 엔진 0 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(5)S 12.0(11)ST | 데이터시트 |
1-Port OC-12 ATM One-Port OC-12c/STM-4c ATM | 엔진 0 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(7)S 12.0(11)ST | 데이터시트 |
4-Port OC-12 ATM Four-Port OC-12c/STM-4c ATM Line Card | 엔진 2 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(13)S 12.0(14)ST | 데이터시트 |
라인 카드 이름 | 엔진 | 지원되는 섀시 | IOS 릴리스 | 리소스 |
---|---|---|---|---|
8-Port FE with ECC 8-Port Fast Ethernet Line Card | 엔진 1 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(10)S 12.0(16)ST | 데이터시트 |
1포트 GE(ECC 1포트 기가비트 이더넷 라인 카드 포함) | 엔진 1 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(10)S 12.0(16)ST | 데이터시트 |
3-Port GE 3-Port Gigabit Ethernet Line Card | 엔진 2 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(11)S 12.0(16)ST | 데이터시트 |
10-Port GE Ten-Port Gigabit Ethernet | 엔진 4(RX/TX+ /밀도 포함) | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(22)S 12.0(22)ST | 데이터시트 |
라인 카드 이름 | 엔진 | 지원되는 섀시 | IOS 릴리스 | 리소스 |
---|---|---|---|---|
2-Port OC-12 DPT Two-Port OC-12c/STM-4c DPT | 엔진 1 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(10)S 12.0(11)ST | 데이터시트 알림 |
1-Port OC-48 DPT One-Port OC-48c/STM-16c DPT | 엔진 2 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(15)S 12.0(16)ST | 데이터시트 알림 |
다음 라인 카드는 더 이상 판매되지 않습니다.참고로 여기에 나와 있습니다.
라인 카드 이름 | 엔진 | 지원되는 섀시 | IOS 릴리스 |
---|---|---|---|
1-Port OC-192c/STM-64c Enabler Card One-Port OC-192c/STM-64c POS/Enabler Card | 엔진 2 | 10G 섀시 2.5G 섀시 | 12.0(10)S 12.0(11)ST |
제품 문서 페이지에서 사용 가능한 모든 데이터시트를 가져올 수 있습니다.
참고: 엔진 3 라인 카드는 라인 레이트로 에지 기능을 수행할 수 있습니다.레이어 3 엔진이 높을수록 하드웨어에서 더 많은 패킷이 스위칭됩니다.
한 라인 카드를 다른 라인 카드와 정말로 차별화하는 것은 PLIM(Physical Layer Interface Module)과 Layer 3 Forwarding Engine뿐입니다.라인 카드는 동일한 L3 포워딩 엔진 내에서만 PLIM에 따라 다릅니다.PLIM에는 미디어 종속 구성 요소가 있습니다(예: ATM(Asynchronous Transfer Mode) PLIM에는 SAR(Segmentation and reassembly)가 있으며 GigE PLIM에는 MAC ASIC(Media Access Control Application-Specific Integrated Circuit)가 있지만 모든 PLIM의 패킷 경로 이론도 매우 유사합니다.이 문서에서는 POS(Packet Over SONET) PLIM에 중점을 두지만, 유용한 차이점은 해당되는 경우 표시됩니다.
라인 카드의 레이어 3 엔진 유형을 확인하기 위해 Cisco IOS Software Release 12.0(9)S는 아래와 같이 show diag 명령의 출력에 "L3 엔진" 유형을 추가했습니다.
SLOT 1 (RP/LC 1 ): 1 Port Packet Over SONET OC-12c/STM-4c Single Mode MAIN: type 34, 800-2529-02 rev C0 dev 16777215 HW config: 0x00 SW key: FF-FF-FF PCA: 73-2184-04 rev D0 ver 3 HW version 1.1 S/N CAB0242ADZM MBUS: MBUS Agent (1) 73-2146-07 rev B0 dev 0 HW version 1.2 S/N CAB0236A4LE Test hist: 0xFF RMA#: FF-FF-FF RMA hist: 0xFF DIAG: Test count: 0xFFFFFFFF Test results: 0xFFFFFFFF L3 Engine: 0 - OC12 (622 Mbps) !--- Engine 0 card. MBUS Agent Software version 01.40 (RAM) (ROM version is 02.02) Using CAN Bus A ROM Monitor version 10.00 Fabric Downloader version used 13.01 (ROM version is 13.01) Primary clock is CSC 1 Board is analyzed Board State is Line Card Enabled (IOS RUN ) Insertion time: 00:00:11 (2w1d ago) DRAM size: 268435456 bytes FrFab SDRAM size: 67108864 bytes ToFab SDRAM size: 67108864 bytes 0 crashes since restart
동일한 결과를 가져오는 데 사용할 수 있는 바로 가기 명령은 있지만 유용한 정보만 사용할 수 있습니다.
Router#show diag | i (SLOT | Engine) ... SLOT 1 (RP/LC 1 ): 1 port ATM Over SONET OC12c/STM-4c Multi Mode L3 Engine: 0 - OC12 (622 Mbps) SLOT 3 (RP/LC 3 ): 3 Port Gigabit Ethernet L3 Engine: 2 - Backbone OC48 (2.5 Gbps) ...
Cisco는 이제 5가지 유형의 L3 엔진을 제공합니다.
엔진 0 - OC12/BMA:IP/MPLS 조회는 R5K CPU에서 소프트웨어에서 수행합니다.이 엔진은 패킷 버퍼와 세그먼트를 관리하고 스위치 패브릭 전체에서 전송할 패킷을 리어셈블하는 레거시 BMA(Buffer Management ASIC)를 사용합니다.수신 BMA는 PLIM에서 패킷을 수신하고, 패킷을 고정 크기의 셀로 분할하고, 스위칭 패브릭 전체에 전송하기 위해 FIA(Fabric Interface ASIC)에 패킷을 제공하는 역할을 합니다.FIA의 도움을 받아 BMA를 전송하는 경우 스위치 패브릭에서 패킷으로 도착하는 셀을 재조립하고, 상자에서 전송하기 위해 패킷을 PLIM에 전달합니다.이 라인 카드의 대부분의 기능은 소프트웨어에서 구현됩니다.
엔진 1 - Salsa/BMA48(TTM48):이 두 번째 엔진이 개선되었다.먼저 하드웨어에서 IP 조회를 수행하기 위해 새로운 ASIC가 개발되었습니다.이 새로운 ASIC를 살사라고 합니다.이 엔진의 소프트웨어에서는 MAC(Media Access Control) 재작성만 수행됩니다.BMA는 더 많은 대역폭을 얻기 위해 업그레이드되었습니다.이제 BMA48이라고 합니다. 이 엔진에 대한 MDRR 또는 WRED 지원은 없습니다.
엔진 0 및 엔진 1 포워딩 엔진은 아래 그림에 주요 구성 요소와 함께 표시됩니다.
엔진 0 및 엔진 1 패킷 포워딩 엔진
엔진 2 - PSA/TBM/RBM(Perf48):IP/MPLS 조회가 수행되는 방식을 개선하기 위해 이러한 LC에 새로운 ASIC가 있습니다.PSA(Packet Switching ASIC)는 하드웨어 조회를 수행하고 태그 및 IP 패킷을 재작성합니다.이를 위해 PSA는 FIB 테이블의 디스켓 로컬 복사본을 사용합니다(show ip psa a.b.c.d). Engine 2 LC의 모든 패킷 스위칭은 PSA에 의해 하드웨어에서 수행됩니다.PSA에서 지원하지 않는 라인 카드에 기능이 구성된 경우에만 LC의 CPU가 패킷 전달 결정 시 중단됩니다.이 PSA 테이블은 엔진 2 LC에만 있는 외부 메모리에 저장됩니다.
Router#exec slot 11 show controller psa mem ========= Line Card (Slot 11) ======= PLU SDRAM: Size 0x4000000, Banks 4 TLU SDRAM: Size 0x4000000, Banks 4 PSA SSRAM: Size 0x100000
패킷 메모리는 기본적으로 256MB로 증가했으며 512MB에 도달할 수 있습니다.
또한 이 LC에 CoS(Class of Service) 기능을 하드웨어 기반으로 지원하는 데 중요한 새로운 Rx 및 Tx Buffer manager ASIC(각각 RBM 및 TBM이라고 함)가 있습니다.WRED 및 MDRR은 하드웨어에서 수행됩니다.CAR을 사용할 수 없지만 PIRC(Per-Interface Rate Control)라고 하는 CAR의 하위 집합을 대신 구성할 수 있습니다.Cisco IOS Software 릴리스 12.0(14)S부터 Sampled NetFlow는 Engine 2 POS(Packet-over-SONET) 라인 카드에서 지원됩니다.Sampled NetFlow 기능을 사용하면 라우터로 전달되는 "x" IP 패킷 중 하나를 샘플링할 수 있으며, 사용자는 "x" 간격을 최소값과 최대값 사이의 값으로 정의할 수 있습니다.샘플링 패킷은 라우터의 NetFlow Cache에서 고려됩니다.이러한 샘플링 패킷은 추가 NetFlow 처리를 거치지 않아도 되므로 대부분의 패킷이 더 빠르게 전환되도록 허용하여 NetFlow 패킷을 처리하는 데 필요한 CPU 사용률을 크게 낮춥니다.자세한 내용은 샘플링된 NetFlow를 참조하십시오.
Cisco IOS 소프트웨어 릴리스 12.0(16)S부터 샘플링된 NetFlow는 3포트 기가비트 이더넷 라인 카드에서 지원됩니다.
Cisco IOS 소프트웨어 릴리스 12.0(18)S부터 PSA의 샘플링된 NetFlow 및 128개의 ACL(Access Control List)을 Engine 2 POS(Packet-over-SONET) 라인 카드에서 동시에 구성할 수 있습니다.
모든 것이 PSA를 통해 전환되며, LC의 로컬 CPU로 이동해야 하는 일부 기능은 예외입니다.출력 CAR, 액세스 목록이 있는 패킷이 PSA 제한, 옵션/비전송 트래픽, 멀티캐스트 패킷, IPv6 패킷 등에 맞지 않을 경우 적용됩니다.Cisco IOS 소프트웨어 릴리스 12.0(16)S부터 출력 CAR이 DTS(Distributed Traffic Shaping)로 대체되었습니다.자세한 내용은 Cisco 12000 Series Internet Router의 Distributed Traffic Shaping for Line Card에서 확인할 수 있습니다.
엔진 2 카드의 하드웨어에서 ACL 지원이 변경되었습니다.구성하지 않으려면 no access-list 하드 psa를 구성에 추가해야 합니다.
다음은 엔진 2 포워딩 엔진 및 주요 구성 요소의 다이어그램입니다.
엔진 2 패킷 포워딩 엔진
엔진 3 - 에지 엔진:이 엔진은 완전히 새로운 아키텍처인 레이어 3 엔진입니다.또한 OC48 대역폭이 있지만 QoS 및 ACL 기능을 통해 전달 속도를 향상하기 위해 일부 새로운 ASIC를 통합합니다.엔진 3 라인 카드는 라인 레이트로 에지 기능을 수행할 수 있습니다.
엔진 4 - 백본 OC192:이러한 최신 LC는 12008 및 12012 시리즈 라우터에서 지원되지 않습니다.OC192 라인 레이트 지원
Engine 4+ - Engine 4와 동일하지만 라인 레이트로 더 많은 기능을 지원합니다.
다음은 LC의 설치 및 구성 및 다른 섀시에 대한 LC 지원과 관련된 링크입니다.
라인 카드의 메모리 유형에 대한 자세한 내용은 라인 카드의 메모리를 참조하십시오.