CISCO 12000系列引言

Internet正迅速成為商務(wù)、娛樂、通信和信息檢索的電子媒介。而基于網(wǎng)絡(luò)的新型Intranet應(yīng)用和強(qiáng)大的桌面電腦則推動(dòng)著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。服務(wù)供應(yīng)商和企業(yè)正加緊部署分組交換基礎(chǔ)設(shè)施，以處理迅猛增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

Cisco 12000系列千兆比特交換路由器(GSR)是Cisco為支持服務(wù)供應(yīng)商和企業(yè)IP骨干網(wǎng)核心而設(shè)計(jì)和開發(fā)的重要的路由選擇產(chǎn)品。Cisco 12000系列有三種型號(hào)：Cisco 12008、12012和12016 (5Tbps GSR太比特系統(tǒng))。

Cisco 12008配有8個(gè)插槽，最多可以支持84個(gè)DS3、28個(gè)OC-3c/STM-1c和28個(gè)OC-12c/STM-4c或7個(gè)OC-48c/STM-16c接口。

Cisco12012配有12個(gè)插槽，最多可以支持132個(gè)DS3、44個(gè)OC-3c/STM-1c和44個(gè)OC-12c/STM-4c或11個(gè)OC-48c/STM-16c接口。

Cisco 12016(新推出的5-Tbps GSR太比特系統(tǒng))有16個(gè)插槽，最多可以支持180個(gè)DS3、60個(gè)OC-3c/STM-1c和60個(gè)OC-12c/STM-4c或15個(gè)OC-48c/STM-16c接口，將來還能支持15個(gè)OC-192c/STM-64c接口。

Cisco 12000系GSR產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)旨在滿足當(dāng)今IP核心骨干網(wǎng)的高帶寬、高性能、多業(yè)務(wù)和多可靠性要求。

可擴(kuò)展的帶寬

模塊化的數(shù)百千兆比特縱橫交換結(jié)構(gòu)使帶寬可以以多種增量擴(kuò)展：40Gbps(Cisco 12008)、60Gbps (Cisco 12012)和320Gbps (Cisco 12016)，將來還可擴(kuò)展到5太比特。

• 可根據(jù)需要增加從DS3到OC-48c/STM-16c的高密度、高速度接口，將來可支持252.5Gbps和OC-192。
• 2(622Mbps的動(dòng)態(tài)分組傳輸(DPT)環(huán)路接口(OC-12c/STM-4c)
• 同步光纖網(wǎng)絡(luò)/同步數(shù)字序列(SONET/SDH)分組(PoS)接口，數(shù)據(jù)速率為155Mbps (OC-3c/STM-1c)、622Mbps(OC-12c/STM-4c)和2.5Gbps(OC-48c/STM-16c)
• 數(shù)據(jù)速率為155Mbps(OC-3c/STM-1c)和622Mbps(OC-12c/STM-4c)的異步傳輸模式(ATM)接口。
• 1Gbps(千兆以太網(wǎng))和100Mbps(快速以太網(wǎng))LAN接口。

基于幀的45Mbps(DS3)、155Mbps(OC-3c/STM-1c)和622Mbps(OC-12c/STM-4c)接口(點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議(PPP)、幀中繼)

可擴(kuò)展的性能

• 創(chuàng)新的交換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)支持虛擬輸出隊(duì)列(VoQ)，可以避免線端阻塞(HOLB)，提高系統(tǒng)整體效率。當(dāng)交換結(jié)構(gòu)復(fù)制組播業(yè)務(wù)時(shí)，它支持組播業(yè)務(wù)實(shí)施。
• 分布式結(jié)構(gòu)通過可逐漸增加的智能線路卡(LC)來提供可擴(kuò)展的第3層交換性能。
• 基于微程序?qū)Ｓ眉呻娐返呐抨?duì)為單點(diǎn)發(fā)送和組播業(yè)務(wù)提供線速轉(zhuǎn)發(fā)，這些業(yè)務(wù)使SONET/SDH傳輸設(shè)備處于滿載狀態(tài)，從而確保能收回對(duì)昂貴帶寬的投資。

可擴(kuò)展的業(yè)務(wù)

• 業(yè)界的CiscoIOS軟件
• 的排隊(duì)和擁塞管理技術(shù)-隨機(jī)早期檢測(cè)(RED)、加權(quán)RED和分布式循環(huán)(DRR)-提供改進(jìn)的加權(quán)公平排隊(duì)(WFQ)機(jī)制。
• 多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)-標(biāo)記交換提供可擴(kuò)展的業(yè)務(wù)量規(guī)劃特性和虛擬專用網(wǎng)(VPN)業(yè)務(wù)。

運(yùn)營(yíng)商級(jí)設(shè)計(jì)

• 所有主要系統(tǒng)組件都提供冗余功能：處理器、交換機(jī)結(jié)構(gòu)、LC、電源和冷卻設(shè)備，更大限度地減少故障導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)中斷。
• 熱切換功能可以在不中斷業(yè)務(wù)的情況下增加或更換組件
• 交換結(jié)構(gòu)冗余使業(yè)務(wù)可以在發(fā)生故障時(shí)切換到備份結(jié)構(gòu)，而不會(huì)丟失數(shù)據(jù)或中斷用戶會(huì)話。
• 自動(dòng)保護(hù)切換(APS)/復(fù)用段保護(hù)(MPS)可實(shí)現(xiàn)SONET/SDH恢復(fù)功能，從而提供接口冗余度。

符合網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建系統(tǒng)(NEBS)和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)的標(biāo)準(zhǔn)，因此可安裝在服務(wù)供應(yīng)商的中心交換局。

Cisco 12000 GSR體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)級(jí)

Cisco 12000 GRS基于高速的分布式路由選擇結(jié)構(gòu)和的交換核心，可以以千兆比特的速度提供第3層路由選擇功能。

Cisco 12000 GRS適合用于提供路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)功能，以便在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中傳輸IP數(shù)據(jù)報(bào)。千兆比特處理器(GRP)提供路由選擇功能，該處理器負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲羞\(yùn)行路由選擇協(xié)議和生成路由選擇表。該信息然后用于構(gòu)建該處理器并分配給LC的轉(zhuǎn)發(fā)表。此外，GPR還負(fù)責(zé)提供系統(tǒng)控制和管理功能。

分組轉(zhuǎn)發(fā)功能由每個(gè)LC執(zhí)行。一份GRP計(jì)算的轉(zhuǎn)發(fā)表復(fù)印件分配給系統(tǒng)中的每個(gè)LC。每個(gè)LC能夠獨(dú)立查找轉(zhuǎn)發(fā)表本地復(fù)印件上收發(fā)到的每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的目的地址，然后整個(gè)縱橫交換結(jié)構(gòu)會(huì)將數(shù)據(jù)報(bào)交換到目的地LC。

所有插件都從機(jī)柜前方安裝，并插入無源底板中。底板中包含互連所有LC和交換結(jié)構(gòu)插件的串行線和其它連接，以提供供電和維護(hù)功能。GSR的每個(gè)插槽最多可有4條串行線路(1.25 Gbps)，分別連接各個(gè)交換結(jié)構(gòu)卡(見下文)，可提供的總?cè)萘繛槊坎宀?Gbps(全雙工時(shí)為2.5Gbps)。

GSR的主要部件是交換機(jī)結(jié)構(gòu)、GRP和LC。

交換機(jī)結(jié)構(gòu)

Cisco 12000 GSR的核心是多吉比特縱橫交換機(jī)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化用于提供千兆比特速率的大容量交換。因以下兩種原因，縱橫交換機(jī)可以提供高性能：從LC到集中結(jié)構(gòu)的連接是點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，可以以非常高的速率運(yùn)行；可同時(shí)支持多條總線傳輸?shù)墓δ苡帜茉黾酉到y(tǒng)總帶寬，Cisco 12008 GSR系統(tǒng)能夠配置為40Gbps，Cisco 12012可配置為 60Gbps，Cisco 12016可配置為320Gbps，并可擴(kuò)展到5太比特。

交換機(jī)結(jié)構(gòu)包括兩種插卡：交換機(jī)結(jié)構(gòu)插卡(SFC)及時(shí)鐘和調(diào)度程序插件(CSC)。每個(gè)GSR機(jī)柜必須至少配置一個(gè)CSC。CSC處理發(fā)自LC的請(qǐng)求，分配結(jié)構(gòu)接入權(quán)限并為系統(tǒng)中所有插卡提供參照時(shí)鐘，以保證整個(gè)縱橫結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?。SFC從CSC卡接收調(diào)度信息和定時(shí)參考，并實(shí)施切換功能。

它提供以下主要功能：

• LC間千兆比特速率的互連(每插槽5Gbps)
• 的調(diào)度算法和虛擬輸出隊(duì)列可以避免線端阻塞，達(dá)到99%的效率
• 基于硬件的組播
• 通過冗余實(shí)現(xiàn)的高可用性(SFC為1:4，CSC為1:1)，并提供無任何數(shù)據(jù)丟失的故障切換和熱交換功能

千兆比特路由處理器

GRP是一種能夠?yàn)镃isco 12000 GSR系列提供路由選擇智能的高性能引擎，它專用于確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜驮诰W(wǎng)絡(luò)中計(jì)算更佳路徑。GRP具有下列硬件特征：

• 200MHz R5000 CPU
• 可選的256MB CPU DRAM(缺省為128MB)
• 512KB第2層閃存
• 512KB配置非易失性RAM(NVRAM)
• 8MB引導(dǎo)閃存
• 兩個(gè)PC Card TypeII軟件升級(jí)
• 支持網(wǎng)絡(luò)管理接入的以太網(wǎng)(RJ-45和MII連接器)
• 本地控制臺(tái)和調(diào)制解調(diào)器端口(DB-25/EIA/TIA-232c)

GRP提供下列主要功能：

• 處理內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)，如中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)(IS-IS)、內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議(IGRP)、開放更短路徑優(yōu)先(OSPF)和增強(qiáng)型IGRP，以確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?
• 處理外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(EGP)，如邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)。
• 創(chuàng)建并維護(hù)路由選擇表(最多100萬個(gè)路由條目)
• 分配和更新LC上的快速轉(zhuǎn)發(fā)(EF)表，保存每個(gè)LC表的復(fù)印件，以支持插卡的初始化。
• 提供一般性維護(hù)功能，如診斷、控制臺(tái)支持和LC監(jiān)控
• 通過簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)、管理信息庫(kù)(MIB)、Telnet、BOOTP和普通文件傳輸協(xié)議(TFTP)處理帶內(nèi)管理。

線路卡

LC通過線路或光纖媒體將GSR與其它傳輸設(shè)備連接。它的設(shè)計(jì)目的是在DPT、PPP、幀中繼或ATM接口上傳輸IP數(shù)據(jù)包。LC提供的特性和功能因接口而異。

動(dòng)態(tài)分組傳輸(DPT)線路卡

GSR上的DPT接口通過兩條反向循環(huán)的光纖環(huán)路與Cisco 1200系列其它產(chǎn)品或Cisco的其它路由器(如Cisco 7500)連接。裸光纖、波分復(fù)用(WDM)或SONET/SDH基礎(chǔ)設(shè)施上都能設(shè)置DPT環(huán)路，GSR目前具有下列DPT接口：

• 雙環(huán)路OC-12c/STM-4cLC
• 雙環(huán)路OC-48c/STM-16cLC

表1例舉了DPT OC-12c/STM-4cLC接口的主要特性

DPT LC的主要特性如下：

• 空間復(fù)用協(xié)議(SRP)媒體接入控制(MAC)
• SRP公平算法
• 帶有增強(qiáng)型直通功能的智能保護(hù)切換(IPS)
• 組播
• 多種數(shù)據(jù)包發(fā)送優(yōu)先級(jí)
• 環(huán)路帶寬倍增
• 即插即用式設(shè)置及配置
  MAC級(jí)計(jì)數(shù)器和基于MAC的數(shù)據(jù)包過濾

SONET/SDH上的分組傳輸(PoS)線路卡

通過光纖接口，GSR上的SONET分組(PoS)接口便可以連接到Cisco 12000系列的其它GSR或Cisco的其它路由器(如Cisco 7500或7200)。這些接口都可以在SONET/SDH基礎(chǔ)設(shè)施或裸光纖、連接或波長(zhǎng)WDM系統(tǒng)上通過電路進(jìn)行設(shè)置。Cisco 12000 GSR提供下列 PoS接口：

• 每個(gè)LC4個(gè)OC-3c/STM-1c端口
• 每個(gè)LC1個(gè)OC-12c/STM-4c端口
• 每個(gè)LC4個(gè)OC-12c/STM-4c端口
• 每個(gè)LC1個(gè)信道化OC-12c端口(到DS3)
• 每個(gè)LC1個(gè)信道化OC-12c/STM-4c端口(到STS-3c/STM-1c)
• 每個(gè)LC1個(gè)OC-48c/STM-16c端口

表2簡(jiǎn)要列舉了PoS接口的一些主要特性

異步傳輸模式(ATM)線路卡

通過ATM網(wǎng)絡(luò)，Cisco12000 GSR上的ATM接口可連接 Cisco12000系列的其它GSR或其它Cisco路由器(如Cisco 7500或7200)連接。GSR提供下列ATM接口：

• 每個(gè)LC上4個(gè)TOC-3c/STM-1c端口
• 每個(gè)LC上1個(gè)OC-12c/STM-4c端口

以太網(wǎng)接口

GSR上的千兆以太網(wǎng)(GE)和快速以太網(wǎng)(FE)接口能夠與Cisco 12000系列的其它GSR或其它Cisco路由器(如Cisco 7500或7200連接)。Cisco 12000 GSR提供下列以太網(wǎng)接口：

• 每個(gè)LC8個(gè)FE端口
• 每個(gè)LC1個(gè)GE端口

• 輸出功率將因配置而有變化。實(shí)際值一般會(huì)低于給定值。

監(jiān)管規(guī)范

Cisco 12000

安全性

• UL 1950
• CSA 22。2-No 950
• EN 60950/IEC 60950
• EN 60825/IEC 60825 (Cisco12016)
• EN 41003
• AUSTEL TS001
• AS/NZS 3260
• EN 60825 LaserSafety (Class 1)

EMI

• FCC Class A
• AS 3548 Class A
• EN 55022 Class A
• VCCI Class 1
• ICES-003 Class BA- Cisco12016
• EN 55022 Class B(至1 GHz)-Cisco12016
• VCCI Class B(至1 GHz)-Cisco12016
• AS/NZS 3548 Class B-Cisco12016

抗干擾性

• IEC-1000-4-2 ESD
• IEC-1000-4-3輻射抗擾性
• IEC-1000-4-4 EFT
• IEC-1000-4-5電涌
• IEC-1000-4-6低頻率普通抗干擾性
• IEC-1000-4-11電壓垂度與瞬跌
• IEC-1000-3-2電源線諧波
• EN 300386 (適用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的EMC-Cisco 12016

NEBS

• SR 3580:NEBS：標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別(符合第3級(jí))
• GR-63-Core：物理保護(hù)
• GR-1089-Core：NEBS：EMC和安全性

ETSI

• ETS-300386-2交換設(shè)備