采用高维路由节点构建直连式可扩展路由器

2013-04-29张文龙

无线互联科技 2013年9期

张文龙

摘要：当前，路由器的研究比较热门，但最主要集中在可拓展路由器上。可拓展路由器包括很多种，但是应用最广，最核心的部分还是直连式可扩展路由器。当前，直连式可扩展路由器存在一些弊端，比如：网络直径的增长速度较快，但是在而等分带宽方面却呈下坡趋势。造成这种现象的原因是在研究中使用了低维路由节点的手段。鉴于此，本文将从高维路由节点的视角出发，来完成直连式可扩展路由器的组建。采用此研究方法可以看出，在构建路由节点的维时，不仅要考虑交换的容量，同时还要将分组延时考虑到内。为了符合分组延时的要求，路由器要想获得最大限度的交换容量，就需要让维达到高值。

关键词：高维路；节点；构建；直连式可扩展路由器

互联网技术日新月异，发展越来越快，因此路由器的技术也发展越来越快。目前，路由器的交换容量面临着巨大的挑战，其让不断增加自己的交换容量，这是因为Internet中的许多技术都在快速发展，这些技术的发展促使路由器提高自己的交换容量。这些技术主要包括：分布式计算、多媒体数据传输。当前，TBPS是路由器所处的发展状态，但是CRS系列路由器比较先进，具有一定的代表性。有关方面声称，其可以达到322TBPS的交换容量。许多厂家和单位都在致力于拓展路由器容量的研究，比如：Juniper和华为。笔者主要分析目前一些路由器的焦点问题。

1 相关工作

Internet中的最主要设备就是核心路由器，当前研究人员的焦点主要集中在交换容量上。要想增加交换的容量，可拓展路由器是优选。可拓展路由器的核心部件就是可扩展互连结构，其可以被划分为两个部分，分别是：直连结构与非直连结构。

可拓展路由器的性能主要受其互连结构的决定。为了拓展互连结构。工作人员Kim和Dally想出了将路由节点总数提高的方法。目前，研究人员使用将节点的维增加的方式。这种方式的优点是：不仅能够将分组延时有效的降低，更可以减少造价和消耗。此外，Cray公司也在这方面有所突破，其使用了和Kim 和Dally相似的办法来组建互连结构。当分组长度处于8～72B这个范围时，此方法可以实现较低分组延时以及很低丢包率的数据交换。此外，为了使用3D-torus来完成直连式可扩展路由器，AVICI公司发明了TSR。

尽管关于这方面的研究很多，但是很多方面还没有触及到。本文主要以直连式可拓展路由器为研究的对象，对其节点的维和交换容量以及分组延时的关系进行探討。通过一系列的研究，笔者发现：交换容量和分组延时二者共同决定了节点的维。在某一个界大于分组延时的情况下，维和交换容量的大小是成正比的，也就是说交换容量越大，维也就越高。

2 用到的相关概念和构建的思想

2.1 用到的相关概念

研究中用到的概念有：G R=（V，E）；路由的节点vi外面的接口的数目用P（vi）表示。而内部的接口数目则用q（vi）表示；G R中的一个重要的因素就是拓扑结构，拓扑结构展示了数据链路和路由节点的关系。只要将拓扑结构确定，那么其他的一些因素也就确定了，比如：节点数、维、链路数以及网络的直径，这样性能也就基本上确定了。交换容量和分组延时一般受等分带宽和网络直径的影响。

2.2 构建的思想

传统的构建思想是：P（vi）=1且a=1，即仅仅有一个对外接口，一条链路。但是，使用高维路由节点后，传统的构建思想就会被打破，在组建路由器时会考虑到：P（vi）>1或者是a>1。在组建直连式可扩展路由器的时候，可以使用将节点数目增加的发生，但是也要注意将节点的交换能力考虑在内。

3 性能的研究

在直连式可扩展路由器中，单一的路由功能可以让节点来完成。路由功能和单机的交换功能差不多吻合。

3.1 交换容量

G R中的每一个节点都有着一样的结构，同时系统内全部的内部链路和外部接口都是双向的。由此可以将任意的节点的链路容量和流量作为研究对象。要让每一个节点都处于稳定的状态，就需要满足：

如果：B`=CB，那么：

3.2 分组延时

直观上，只要保证拓扑结构相同的前提下，只要链路的宽度增加，那么等分宽带就会随之增加。因此，交换容量会随之增加。但是，实际的情况并不是这样的，这是因为节点的负载也会增加，节点的延时会增大。可见，并不是增加a，性能就会随之提高。

4 结束语

笔者从高维路由节点的视角出发，来完成直连式可扩展路由器的组建。在此过程中，不仅考虑了交换的容量，而且考虑了分组延时。因此，路由器要想获得最大限度的交换容量，就需要让维达到高值。

[参考文献]