Fabrik Sakelar pada Sistem CRS 4 Slot

Fabrik Sakelar

Bab ini menjelaskan tentang fabrik sakelar dan kartu fabrik sakelar (SFC) pada sasis kartu jalur 4 slot CRS. Bagian berikut disertakan:

• Ikhtisar Fabrik Sakelar
• Operasi Fabrik Sakelar
• Kartu Fabrik Sakelar

Ikhtisar Fabrik Sakelar

Fabrik sakelar adalah inti dari sasis kartu jalur 4 slot CRS. Fabrik sakelar diimplementasikan melalui kartu fabrik sakelar yang dipasang di sasis. Fabrik sakelar menggunakan arsitektur Benes tiga tahap yang di-buffer dan disakelarkan berdasarkan sel. Fabrik sakelar menerima data pengguna dari MSC dan melakukan sakelar yang diperlukan untuk merutekan data ke MSC egress yang sesuai.

Fabrik sakelar dibagi menjadi empat bidang (bidang 0 hingga bidang 3) yang digunakan untuk mendistribusikan lalu lintas secara merata di seluruh fabrik. Setiap bidang fabrik sakelar independen dan tidak disinkronkan satu sama lain. Setiap sel melintasi fabrik sakelar menggunakan satu bidang fabrik sakelar. (Sel tidak diiris-bit melintasi fabrik sakelar.)

Ada dua jenis kartu fabrik sakelar yang digunakan dalam sasis kartu jalur: QQ123 (fabrik 40G) dan QQ123-140G (fabrik 140G). Setiap kartu fabrik mengimplementasikan ketiga tahap fabrik sakelar.

Gambar berikut menunjukkan jalur dasar paket data IP melalui fabrik sakelar sasis kartu jalur 4 slot CRS. Perhatikan bahwa gambar menunjukkan ketiga tahap fabrik sakelar yang disediakan oleh kartu fabrik di sasis kartu jalur.

Paket data masuk diterima di antarmuka fisik pada PLIM dan ditransfer ke MSC terkait, di mana paket-paket tersebut dipecah menjadi sel untuk sakelar yang efisien oleh perangkat keras fabrik sakelar. Setiap MSC memiliki beberapa koneksi ke setiap bidang fabrik sakelar, yang digunakannya untuk mendistribusikan sel ke setiap bidang fabrik. Pada egress, sel-sel dirakit kembali menjadi paket data sebelum ditransmisikan oleh MSC egress.

Catatan: Struktur sel yang digunakan dalam fabrik sakelar sasis kartu jalur 4 slot CRS adalah desain Cisco dan tidak terkait dengan sel Asynchronous Transfer Mode (ATM).

Operasi Fabrik Sakelar

Beberapa komponen elemen sakelar pada setiap SFC melakukan fungsi untuk mengimplementasikan masing-masing dari tiga tahap (S1, S2, dan S3) dari fabrik sakelar. Setiap tahap melakukan fungsi yang berbeda:

• Tahap 1 (S1): Mendistribusikan lalu lintas ke Tahap 2 dari bidang fabrik. Elemen Tahap 1 menerima sel dari MSC masuk dan PLIM (atau RP) dan mendistribusikan sel ke Tahap 2 (S2) dari bidang fabrik.
• Tahap 2 (S2): Melakukan sakelar dan fungsi pertama dari fungsi multicast. Elemen Tahap 2 menerima sel dari Tahap 1 dan merutekannya menuju MSC dan PLIM egress yang sesuai.
• Tahap 3 (S3): Melakukan sakelar, menyediakan speedup 2 kali lipat (2x) dari sel, dan melakukan tingkat kedua dari fungsi multicast. Elemen Tahap 3 menerima sel dari Tahap 2 dan melakukan sakelar yang diperlukan untuk merutekan setiap sel ke MSC dan PLIM egress yang sesuai.

Fungsi Speedup

Sasis kartu jalur dapat berisi hingga 4 MSC, masing-masing dengan bandwidth 140 Gbps. Untuk menyediakan kapasitas sakelar 140 Gbps untuk setiap MSC, fabrik sakelar harus menyediakan bandwidth tambahan untuk mengakomodasi overhead sel, buffering, dan mekanisme penghindaran kemacetan. Kemacetan dapat terjadi di fabrik sakelar jika beberapa sel data input disakelarkan ke MSC egress tujuan yang sama. Biasanya, sedikit kemacetan terjadi antara tahap S1 dan S2 karena sedikit atau tidak ada kontensi untuk tautan individual antara komponen sakelar. Namun, ketika beberapa sel disakelarkan dari tahap S2 dan S3 ke MSC egress yang sama, sel mungkin bersaing untuk tautan output yang sama. Untuk mengurangi kemungkinan sel data tertunda selama periode kemacetan, fabrik sakelar menggunakan speedup 2 kali lipat (2x) untuk mengurangi kontensi untuk tautan output S2 dan S3. Fabrik sakelar mencapai speedup 2x dengan menyediakan dua tautan output untuk setiap tautan input pada tahap S2 dan S3.

Buffering S2 dan S3

Buffering juga digunakan pada tahap S2 dan S3 dari fabrik sakelar untuk mengurangi kemacetan tambahan yang tidak dapat diatasi oleh speedup fabrik sakelar. Untuk memastikan bahwa buffering ini tidak menyebabkan sel tiba tidak berurutan, MSC mengurutkan ulang sel sebelum merakitnya kembali menjadi paket. Untuk membatasi jumlah buffering yang diperlukan, mekanisme tekanan balik digunakan untuk kontrol aliran (yang memperlambat transmisi sel data ke tujuan yang padat). Pesan tekanan balik dibawa dalam header sel fabrik.

Operasi Kegagalan

Sistem routing dapat menahan kehilangan satu bidang tunggal dari fabrik sakelar tanpa dampak pada sistem. Kehilangan beberapa bidang mengakibatkan degradasi kinerja yang linear dan bertahap, tetapi tidak menyebabkan sistem routing gagal.

Catatan: Setidaknya dua bidang fabrik sakelar (bidang genap dan bidang ganjil) harus aktif setiap saat agar sasis kartu jalur 4 slot CRS dapat beroperasi. Jika tidak, fabrik sakelar akan gagal, menyebabkan kegagalan sistem.

Kartu Fabrik Sakelar

Sasis kartu jalur 4 slot CRS mendukung dua jenis kartu fabrik sakelar. Bagian ini menjelaskan kartu dan indikatornya.

• Deskripsi Kartu Fabrik Sakelar
• Komponen Kartu Fabrik Sakelar

Deskripsi Kartu Fabrik Sakelar

Bagian ini menjelaskan kedua kartu fabrik sakelar QQ123 dan QQ123-140G. Kartu fabrik sakelar mengimplementasikan ketiga tahap dari fabrik sakelar Benes tiga tahap. Setiap kartu juga mengimplementasikan satu bidang dari fabrik sakelar empat bidang. Gambar berikut menunjukkan kartu fabrik sakelar QQ123.

Gambar berikut menunjukkan kartu fabrik sakelar QQ123-140G.

Komponen Kartu Fabrik Sakelar

Kartu fabrik sakelar mengandung komponen utama berikut:

• Elemen sakelar S1: Mengimplementasikan Tahap 1 dari fabrik sakelar. Menerima sel dari MSC (atau RP) dan mendistribusikannya ke Tahap 2.
• Elemen sakelar S2: Mengimplementasikan Tahap 2 dari fabrik sakelar. Menerima sel dari Tahap 1, melakukan speedup 2x, dan merutekan sel menuju elemen S3 egress yang sesuai.
• Elemen sakelar S3: Mengimplementasikan Tahap 3 dari fabrik sakelar. Menerima sel data dari Tahap 2 dan melakukan sakelar sel masuk ke tautan egress yang sesuai. Elemen sakelar S2 dan S3 adalah elemen sakelar murni dengan buffer output dan memori pusat untuk menampung sel serta kemampuan antrian untuk membedakan antara lalu lintas prioritas tinggi dan rendah.
• Prosesor layanan: Mengontrol operasi kartu fabrik dan menyediakan antarmuka ke bidang kontrol sistem. Prosesor layanan melakukan power-up dan power-down kartu, pemrosesan link-up dan link-down, mengonfigurasi komponen elemen sakelar, memperbarui ID grup fabrik (FGID) untuk lalu lintas multicast, dan mempertahankan konfigurasi sel.
• Modul daya: Mengambil daya input -48 VDC dari midplane dan mengubahnya menjadi tegangan yang diperlukan oleh komponen pada kartu fabrik sakelar.

Catatan: Setiap tahap dari fabrik sakelar Benes tiga tahap diimplementasikan dengan komponen elemen sakelar yang sama. Namun, selama startup sistem, komponen diprogram oleh perangkat lunak Cisco IOS XR untuk beroperasi dalam mode S1, S2, atau S3, tergantung pada fungsinya di fabrik sakelar. Setiap kartu fabrik sakelar berisi dua komponen S1, dua S2, dan empat S3.

Karakteristik Fisik Kartu Fabrik Sakelar

Gambar berikut menunjukkan panel depan kartu fabrik sakelar QQ123. Panel depan kartu QQ123-140G serupa.

Panel depan kartu fabrik sakelar berisi:

• LED Status: Menunjukkan status kartu fabrik.
  • Hijau: Menunjukkan bahwa SFC beroperasi normal.
  • Kuning: Menunjukkan adanya kondisi kesalahan.
• Tampilan Alfanumerik: Menampilkan pesan kartu fabrik sakelar.

Karakteristik fisik dari kedua kartu fabrik sakelar QQ123 dan QQ123-140G adalah:

• Tinggi: 2 in. (5.0 cm)
• Kedalaman: 7.1 in. (18.0 cm)
• Lebar: 12.1 in. (30.7 cm)
• Berat: 6 lb (2.7 kg)
• Konsumsi daya: hingga 130 W