核心路由器集群技术探讨

核心提示： 交换结构又分为单级交换和多级交换两种，5.1单级交换目前使用较多的单级交换结构有共享内存和Crossbar两种，核心路由器集群技术探讨(5)，共享内存结构通过共享输入和输出端口存储器件，减少了对总体存储空间的需求，因此，单级交换结构不是未来大容量路由器的发展方向，分组交换通过指针调度实现，

交换结构又分为单级交换和多级交换两种。

5.1　单级交换

目前使用较多的单级交换结构有共享内存和Crossbar两种。

共享内存结构通过共享输入和输出端口存储器件，减少了对总体存储空间的需求。分组交换通过指针调度实现，提高了交换容量。共享内存结构相对简单，交换效率可根据需求不断优化。共享内存交换结构的交换性能取决于共享内存的存取速率，可扩展性较差，尤其当板卡端口数量较多时，交换效率有所下降。另外，并且共享内存的稳定一般，也直接影响了整个交换体系。

Crossbar是一种严格的非阻塞交换结构，输入输出之间可建立多条通路。Crossbar交换结构又分为集中式（输入＞输出）、扩展式（输入＜输出）和连接式（输入=输出）3种。典型的Crossbar采用连接式，即N×N的交叉矩阵。Crossbar使用调度器，根据各输入点相关的信息，运算调度算法得到输入和输出之间的一个匹配，并配置相应交叉点。调度器的效率非常关键，决定了Crossbar的交换速率，因此调度算法必须高度完善。

但Crossbar同样存在扩展性的问题，即交换矩阵的交叉点会随着输入输出数量的增多呈指数增长。为维持无阻塞交换，需不断完善和改进调度算法，代价是开发的技术成本越来越高。另外，Crossbar也同样不能避免排队仲裁，传输效率受到一定影响和限制。但相比共享内存结构，Crossbar效率和扩展性都比较好，目前大部分高端路由器都使用Crossbar交换结构。

共享内存和Crossbar都属于单级交换结构的范畴。单级交换结构由于受到技术上的各种限制，可扩展性毕竟不够完善，而且由于无法避免仲裁机制，容易形成瓶颈。因此，单级交换结构不是未来大容量路由器的发展方向，需逐步扩展至多级交换结构。