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Cisco路由器中关于信元打包技术的综合讲解

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在建立信元打包技术连接时,您必须配置MNCP大小和MCPT超时值。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启动了信元打包技术。

来源:计世网 2009年12月20日

关键字: CISCO 思科

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  在建立信元打包技术连接时,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。

  了解一些关于信元打包技术的知识还是非常有用的,于是我研究了一下Cisco路由器中关于信元打包技术,在这里拿出来和大家分享一下,希望对大家有用。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信元打包技术到同一个分组之中,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。

  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。

信元打包参数

  信元打包技术主要包含两个参数: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。在建立信元打包技术连接时,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启动了信元打包技术。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。一个信元打包技术分组在MPLS网络中的生命周期。

  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。

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