认识网络设备

框式设备硬件模块

• 主控板(MPU，Main Processing Unit)：负责整个系统的控制平面和管理平面。

  • 控制平面完成系统的协议处理、业务处理、路由运算、转发控制、业务调度、流量统计、系统安全等功能。
  • 管理平面完成系统的运行状态监控、环境监控、日志和告警信息处理、系统加载、系统升级等功能。
    

• 交换网板(SFU，Switch Fabric Unit)：负责整个系统的数据平面。数据平面提供高速无阻塞数据通道，实现各个业务模块之间的业务交换功能,接口板、主控板之间通过交换网板完成通信。。
  

• 接口板(LPU，Line Processing Unit)：线路处理单元是物理设备上用于提供数据转发功能的模块，提供不同速率的光口、电口。，不同速率的接入接口，通过分布式数据平面对数据进行转发。
  

• 交换网板、接口板上都有自己的管理芯片，与主控板共同组成整个设备的控制管理平面。

• 盒式设备
  

• 不同于框式设备，盒式设备的各个业务模块并不是独立的硬件模块，而是集成在一个框内。

网络设备逻辑架构

• 网络设备从逻辑上可以分为以下三个平面：数据平面、控制管理平面和监控平面。
• 控制平面
  • 设备的控制平面由主控板以及接口板的管理单元组成。
  • 控制管理平面完成系统的控制管理功能，是整个系统的中枢神经系统。控制平面完成系统的协议处理、业务处理、路由运算、转发控制、业务调度、流量统计、系统安全等功能。交换机的控制平面用于控制和管理所有网络协议的运行。控制平面提供了数据平面数据处理转发前所必须的各种网络信息和转发查询表项。
• 转发平面
  • 设备的转发平面由交换网板以及接口板组成。
  • LPU上存在PFE（转发引擎），其本质也是一个交换芯片，完成本接口板端口之间的交换。
  • 数据平面完成数据报文的高速处理和内部无阻塞交换。包括报文的封装与解封装、IPv4/IPv6/MPLS转发处理、QoS与调度处理、内部高速交换以及各种统计。
• 监控平面
  • 监控平面由主控板、接口板的监控单元构成，部分框式设备还会存在单独的集中监控板(CMU)。
  • 监控平面独立完成系统的环境监控，包括电压检测、系统上下电控制、温度监测与风扇控制等，以保证系统的安全稳定运行，在出现单元故障的情况下及时隔离故障，保障系统其它部分的正常运行。

业务报文转发处理流程

• 业务报文从接口进入上行接口板处理之后，通过框式交换机内部总线交由交换网板，交换网板交由下行接口板处理之后从接口发出去。
  

转发信息

• 高端设备业务报文不经过主控板CPU处理，由接口板提供转发信息查询。
• 接口板上存在的转发信息并非存在于主控板上的转发表项（IP路由表、MAC地址表…）。主控板生成转发表项之后，生成对应的转发信息下发在接口板。
  
• 以IP路由表为例，路由表生成之后，主控板根据路由表生成FIB表项（Forwarding Information Base）并下发到接口板，接口板根据FIB表进行转发。