Hệ thống ERX sử dụng module dạng lớp để chứa phần cứng. Nó bao gồm một plane giữa cố định, các line module (có thể tháo rời ở mặt trước) và các I/O module (ở ngõ vào ra mặt sau). Hệ thống có dành chỗ cho các module backup và có hỗ trợ chuyển nóng các line module từ backup lên master. Hình dưới đây là cấu trúc cơ bản của một ERX 1410:
Hình 3-22: Cấu trúc cơ bản ERX1410 3.2.2.aCác module trong hệ thống
Các module thông dụng trong hệ thống đều có chung các đặc tính sau đây: - Sự hiện diện của EPROM trên mỗi module cho phép xác định module đó và
các thông số kỹ thuật.
- Vị trí riêng biệt của các line module cho phép lưu trữ riêng biệt các boot image của chính nó (có thể hiểu boot image gần giống như một file chứa thông tin được load về từ PCMCIA, các phần mềm và thông tin hoạt động của chính line module đó).
- Mỗi module đều có bộ xử lý RISC (Reduced Instruction Set Computing) chuyên biệt, các thành phần chuyển tiếp, tìm kiếm riêng nên khả năng xử lý đảm bảo được tốc độ phân loại và chuyển tiếp các gói 40 byte thậm chí khi hệ thống hoạt động ở tải cao nhất.
Module SRP (Switch Route Processor):
Một hệ thống ERX phải chứa ít nhất một module SRP và module SRP I/O đi kèm với nó. Trong ERX1410 thì hai slot ở chính giữa dành cho lắp đặt các module SRP. Module SRP gồm hai board kết nối với nhau và đều kết nối đến midplane (nhìn bên ngoài không thể thấy). Hai board đó là:
• Fabric board—đóng vai trò như một server khung chuyển mạch nhằm sắp xếp các gói cho line module. Nó có một phần cứng sắp xếp tài nguyên linh
hoạt cho phép ứng dụng QoS đến từng giao tiếp vật lý và logic, cung cấp một lịch trình chặt chẽ ưu tiên cho việc phân phát gói.
• Processor board—là một board chuyên dùng để boot hệ thống, quản lý chẩn đoán (xem hệ thống có làm việc bình thường không) và hỗ trợ xử lý giao thức định tuyến.
Module SRP phải tồn tại thì hệ thống mới boot lên được. Lưu ý là không thể tháo gỡ SRP khi hệ thống đang hoạt động (trong trường hợp hệ thống chỉ có một module SRP). Dưới đây là cấu trúc chi tiết của một module SRP:
Hình 3-23: Cấu trúc chi tiết SRP
• PCMCIA card:
Ở mặt trước của mỗi SRP có một khe riêng để cắm card loại này. Nó giữ các thông tin cấu hình và phần mềm của cả hệ thống. Ta không thể tháo card này ra dù PCMCIA card cũng hoạt động ở chế độ backup bởi vì trong hệ thống cả hai card đều chạy, phòng khi có sự cố xảy ra với card master thì card backup có thể hỗ trợ ngay mà không cần reload. Muốn tháo card này ra ta chỉ có thể tháo luôn SRP dự phòng.
Khi bật nguồn hệ thống, module SRP sẽ thực thi mã khởi động (boot) từ PCMCIA. Nó cũng sẽ load phần mềm từ flash này vào SDRAM, sau đó triển khai các mã lấy từ SDRAM. Một khi đã khởi động xong, SRP sẽ load các image thực thi đến từng line module.
Khi các line module đã hoạt động, SRP giao tiếp với các line module này thông qua bus 150Mbps (nối qua cơ cấu chuyển mạch).
• SRP I/O module:
Chỉ có một loại SRP I/O module cho tất cả các model SRP. Trên mỗi SRP I/O module có hai khe để có thể hỗ trợ giao tiếp với hai SRP thông qua midplane. SRP I/O module có các port sau:
- 10/100Base-T—port hỗ trợ điều khiển quản lý bằng Ethernet - RS-232
- Ngõ vào của clock ngoài - Ngõ ra của các cảnh báo Line module và I/O module:
Line module xử lý dữ liệu từ các ngõ vào ở nhiều dạng khác nhau, I/O module cung cấp kết nối từ hệ thống ERX đến mạng.
Phân loại gói: mỗi line module hỗ trợ việc phân loại gói ở ngõ vào. Một cơ cấu phân loại sẽ kết hợp các trường cụ thể (như địa chỉ IP nguồn và đích, port nguồn và đích, giao thức v..v..) đến giao diện ngõ vào IP, các trường lớp 2 v..v..
Các line module hỗ trợ đường hầm: line module dịch vụ đường hầm TSM (Tunnel Service Line Module) hỗ trợ các đường hầm IP như DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol), GRE (Generic Routing Encapsulation) và đầu cuối LNS (L2TP Network Server) cho L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol). Module IPSec Service sẽ mã hóa hay giải mã với giao thức tương ứng (IPSec). Hiện nay các module này VTN không dùng cho nên trong phạm vi tài liệu này sẽ không đề cập đến các line module này một cách chi tiết.
3.2.2.bCác kỹ thuật ứng dụng trong phần cứng
Hệ thống sử dụng cấu trúc đa xử lý phân phối đến từng port để nâng tốc độ xử lý của hệ thống. Do đó nó có khả năng hỗ trợ các đặc tính định tuyến thế hệ mới, cung cấp các dịch vụ khác nhau.
Các chính sách QoS cho các luồng dữ liệu sẽ được định hình tập trung và sau đó sẽ được load về từng line module, nhờ vậy mà tốc độ xử lý vẫn được duy trì ngay cả khi thêm vào module mới.
Cách thức truyền dữ liệu qua hệ thống:
Hình dưới đây mô tả cách dòng dữ liệu đi qua phần cứng của hệ thống. Các line module sẽ xử lý và chuyển tiếp gói. Cơ cấu chuyển mạch thực hiện chuyển mạch gói bên trong tốc độ cao (10Gbps). Bộ xử lý định tuyến thu thập các thông tin trong bảng định tuyến, gửi đi bảng định tuyến và cập nhật cho các line module.
Hình 3-25: Luồng dữ liệu đi qua phần cứng router ERX1410
1. Gói đi vào ở cổng ingress.
2. Gói được truyền qua line module để đến connector. 3. Line module xử lý định tuyến và các chính sách QoS.
4. Gói được định tuyến đến line module ngõ ra qua bộ xử lý chuyển mạch SRP. 5. Line module sắp xếp gói vào đường uplink với QoS theo yêu cầu.
6. Gói được truyền qua connector đến I/O module. 7. Gói ra khỏi cổng egress.
Đặc tính dự phòng:
Trong ERX, line module là một thành phần quan trọng, các bộ xử lý đều nằm trên nó chứ không phải là ở I/O module. Sự thiết kế tách biệt này giúp cho hệ thống có thể dự phòng với các line module có thể chia sẻ cáp. Nếu một line module bị hỏng thì module dự phòng sẽ dùng chính cáp đó (ở trong hệ thống) mà không cần phải khai báo hay chuyển đổi cáp, nhờ đó tránh được tình trạng bị gián đoạn truyền dữ liệu. Có các kiểu dự phòng sau đây:
oDự phòng 1:1
Module SRP sử dụng kiểu dự phòng này, khi hai SRP được cài đặt, một sẽ làm master và cái còn lại đóng vai trò backup. Cả hai module SRP này đều dùng chung module I/O SRP ở mặt sau. Chúng sẽ tự động chuyển đổi khi xảy ra sự cố.
oDự phòng 1:N
Hầu hết các line module đều sử dụng kiểu dự phòng này. Một line module dự trữ trong một nhóm module cùng loại sẽ đóng vai trò dự phòng cho tất cả các line module còn lại. Điều này thật sự rất quan trọng vì router sử dụng hệ thống truyền dẫn dung lượng lớn, nếu một đường dẫn xảy ra sự cố thì hàng ngàn thuê bao sẽ mất kết nối. Để sử dụng chế độ này ta phải cài đặt phần cứng theo một thứ tự nhất định.
oDự phòng port
Kiểu dự phòng này sử dụng cho các I/O module loại OCx/STMx và GE. Có hai port trên một module. Cả hai đều nhận cùng gói dữ liệu. Hệ thống ERX1410 kiểm tra các gói này để xác định có hay không có vấn đề đối với kết nối quang cho cả hai port. Dựa vào thông tin này, hệ thống sẽ chọn port nào hoạt động và port nào dự phòng. Nếu có bất kỳ sự cố nào xảy ra với kết nối hệ thống sẽ chuyển đường truyền đến port dự trữ.