VRP通用路由平台(上) (1).ppt
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1、华为3Com培训中心,VRP通用路由平台,ISSUE 4.0,2,网络操作系统NOS简介,华为3Com统一的IP NOSVRP,VRP概述,VRP系统服务平面,VRP IP Stack及开放接口VRP路由平面,VRP MPLS体系VRP系统应用,VRP配置管理平面,3,NOS的概念,系统资源的合理分配和调度提供网络通信服务,用户访问控制、系统安全管理应用服务的管理其他,网络操作系统(Network Operating System)是指运行于一定设备上的提供网络接入和互联服务的系统软件,它决定了网络设备的运行和管理方式,提供网络与用户的界面,是整个网络的核心。,4,NOS的分类,主机类,主要运
2、行在各类主机和个人计算机上 网络服务只是组件之一,Unix/Linux、Windows NT、Novell Netware,专用设备类,运行于网络专用设备上 主要提供网络互联功能,华为3Com VRP、Cisco IOS、Juniper JUNOS、,Nortel Open IP,独立、高效、稳定的专用网络操作系统是网络规模及互连网技术不断发展的需要,是保证网络业务和网络质量的关键,5,NOS体系结构的演进,集中式共享总线结构,集中式软件转发,一个主处理器运行所有软件,分布式共享总线结构,分布式软件转发,主处理器运行路由协议和其他管理软件接口卡上有转发表,转发报文,分布式+交换结构,分布式硬件
3、转发,无阻塞交换网代替了总线可以实现多层交换,NOS体系结构随着路由器技术发展而演进,路由协议路由计算接口管理,内存管理6,用户接口SNMP管理策略执行,第一代NOS模型包转发,接口板CPU,接口板CPU,接口板CPU,网管,总线,数据转发,数据转发,主控板CPU路由下载,数据,物理口,物理口7,Ethernet,Console,物理口,第二代NOS模型,8,(CPUBased),(ASIC/NPBased),更新,转发表,ASIC/NP,IP处理器,交换网络,转发表,I/O 卡,I/O 卡,第三代NOS模型VRP IP网络操作系统,9,NOS的主要研究方向,路由协议和算法,路由算法的实现和效
4、率,路由表的大小和维护所需设备资源,性能,新的交换协议、软硬件结合,网络安全,包过滤、防火墙、路由认证、加密、VPN,管理,基于策略的管理(COPS),服务质量和流量工程,10,网络操作系统NOS简介,华为3Com 统一的IP NOSVRP,VRP概述,VRP系统服务平面,VRP IP Stack及开放接口VRP路由平面,VRP MPLS体系VRP系统应用,VRP配置管理平面,Radium 8750、MD5500,多业务交换机Quidway,NetEngine16/08高端路由器Quidway R3600/2630/2600/2500/1600中低端路由器,Quidway A8010IP接入网
5、关MD5500、MA5100/5200,多业务接入平台VRP:Versatile Routing Platform(通用路由平台)11,华为3Com统一的NOS-VRPQuidway S系列以太网交换机QuidwayNetEngine 50/80,核心路由器,12,VRP 是华为3Com具有完全自主知识产权的通用IP NOS平台,采用组件化体系结构,提供丰富的功能特性及基于应用的可裁剪、可伸缩能力;,VRP以TCP/IP协议栈为核心,集成了路由技术、QoS技术、VPN技术、安全技术和VVoIP技术等要件,以IP,TurboEngine 技术提供强大的路由转发能力;,为各种硬件平台提供一致的网络
6、界面、用户界面和管理界面,提供灵活丰富的应用解决方案,,可持续发展的平台,最大程度保护用户投资,VRP概述,13,V1.1,V2.0,V3.0,V1.2,V3.1,V1.01994,V1.32001,Time,集中式,分布式,VRP发展历程PerformanceV4.0交换式,14,设备无关的构件化平台,分布式 软总线 构件化 可裁减 易移植 多平台,VRP4.0从系统级提供对电信级,产品特性的支持,NOS主发布版本VRP v4.0,系 统 服 务,MPLS基本能力,配 置 管 理,IP协议栈,路由管理,15,具体产品架构,开放接口,VRP v4.0体系结构,系统应用,16,核心模块:路由管理
7、、MPLS基本功能、IP协议栈开放接口:IP协议开关表、转发平面(FEF)接口规范、网络接口层、VOS/配置管理公共接口,系统应用:单播路由协议、多播路由协议、路由协议光网络扩展、路由协议TE扩展、MPLS TE、IPSec、IP VPN、分组话音/视频、FTP、Telnet配置管理:CLI、SNMP、配置管理平面、信息中心、告警、维护/诊断,系统服务:VOS、MBuf、热备份总控、VR管理,VRP v4.0体系结构,17,高可移植性、可维护性、可裁剪性:组件化设计、清晰的功能特性划分、严格的转发与控制分离、开放的功能接口,实现与特定产品或硬件平台的无关性良好的版本升级支持,稳定、标准、规范的
8、编程接口,大大方便产品的二次开发,丰富多样的发布产品:源代码、目标码、命令规范、接口规范、编程手册,VRP v4.0平台特性,18,稳定、高性能的IP、MPLS核心平台,全面支持多实例化,为VR VPN业务提供软件框架,支持完善的热备份,满足高端产品电信级可靠性要求,支持大容量的路由表支持高效率的路由刷新提供完整的MIB库,VRP v4.0功能特性,19,转发平面和控制平面清晰分离,两者通过转发平面接口规范(包括,FIB/MFIB/LIB接口规范)和IP协议开关表进行交互,网络接口层用于屏蔽链路层对于网络层的差异,规范各产品实现的,链路层与VRP提供的控制平面层之间的交互流程,VRP核心与外界
9、的数据流是双向的,通过IP协议开关表模块来控制 VRP核心与外界的控制流也是双向的,所有控制流都需要经过网络,接口层,VRP的上层应用对于产品而言的最大价值是生成各种转发表,(FIB/MFIB/LIB),理解清楚网络接口层、转发平面(FEF)接口规范和IP协议开关表,即可很方便地使用VRP,在产品主控板使用VRP,20,各具体产品可以根据需要,在业务板上使用VRP所提供的IP Stack(不包括IP模块)等组件模块,根据各模块所提供的二次开发手册来自行搭建所需要的模型,在产品业务板上使用VRP,21,网络操作系统NOS简介,华为3com统一的IP NOSVRP,VRP概述,VRP系统服务平面,
10、VRP IP Stack及开放接口VRP路由平面,VRP MPLS体系VRP系统应用,VRP配置管理平面,22,VOS模块,VOS在VRP中的位置:,VOS在VRP中的作用:屏蔽各种底层支撑环境之间的差异,为上层软件提供一套统一的接口,23,VOS实现一个完整实时操作系统的绝大部分功能,包括对内存、任务、事件、信号量、消息队列、定时器等多种系统资源的管理,VOS提供丰富的调试功能和对异常的自动检测及自动恢复功能,极大方便了上层软件的开发,增强了整个系统的健壮性,VOS集成了IPC等功能模块,并与VOS的内核一起进行统一的设计管理,进一步增强了VOS作为整个VRP系统基础平台的地位和功能,VOS
11、模块,24,VOS本身严格地分为逻辑层和系统相关层两部分,上层软件只可访问VOS的逻辑层,VOS的逻辑层只可访问VOS的系,统相关层,VOS的系统相关层完成对于底层支撑环境的直接封装,为逻辑层提,供统一的接口,进行VOS移植时只需移植VOS的系统相关层,由于其代码量小,在,不同产品或系统上进行VOS移植时非常方便 建立在VOS之上的逻辑层具有高度的可移植性,VOS的逻辑层采取组件化设计、开发,各组件与VOS内核以及用户层的接口非常简单、明确,使VOS中任何组件的升级、替换或向VOS中增加一个新功能组件非常容易,VOS模块,MBuf模块 MBuf是一种存放数据报文的链状数据结构,通过提供一些AP
12、I,可方便地对这些数据结构进行操作 MBuf的作用:,报文在不同协议间传送的载体减少内存拷贝便于报文分片和重组便于报文头的增加不同任务之间的信息交流减少信息(路由等)查找次数提供一系列标准接口,防止对报文内容的破坏25,26,热备份总控模块,高端IP产品所处网络位置非常重要,不允许出现单点故障,关键部件一般都需主备配置。当主用板发生故障时,系统自动进行主备切换,由备用板接替主用板的工作,保证业务的正常运行。,VRP平台支持多种高端产品的关键部件主,备倒换,27,VR管理模块,VR管理模块是VRP系统实现VRVPN功能的总控模块 VR管理模块接受来自配置管理平面的命令,解析VR的操作动作,动态创
13、建、删除和管理VR所占的资源;VR管理模块将VR的操作动作以函数调用接口或者任务间消息接口方式通知给各个模块,完成这些模块相应VR资源的分配和释放;,维护各VR数据表项,包括VR资源表、接口归属表,,并提供高效快速的查找接口。,配配管管配配,1,命命命,SNMP Agent,TRAP接接管管,路路管管IP协协协配配管管各各各,2,345,8,9,VR管管管管,10,主主主,业业主,接接管管,IP转转,VR管管管管VR资资资接接VR归归资,接接VR归归资28,678,VR管理模块,29,1、命令行和网管通过配置平面下达的配置消息,2、支持VR的网管中心通过VR管理模块获取VR的资源信息,3、VR
14、管理模块通知路由管理各组件创建/删除/维护自身的多实例资源4、VR管理模块通知IP协议栈创建/删除/维护自身的多实例资源,5、VR管理模块通知配置管理各组件创建/删除/维护自身的多实例资源6、VR管理模块实时发TRAP消息通知网管中心VR的创建/删除和接口,的变化,7、VR接口、VI接口的创建/删除时,通知接口管理做相应的操作8、接口管理处理接口控制消息或执行管理用户操作时,查找接口归属,和接口的状态,9、通过板间通信将数据表下载/同步到各接口板上,10、IP转发流程进行VR本机报文识别,根据接收的接口识别报文的VR,归属,识别VR后将VR-ID保存在MBUF中。,VR管理模块,30,网络操作
15、系统NOS简介,华为3Com统一的IP NOSVRP,VRP概述,VRP系统服务平面,VRP IP Stack及开放接口VRP路由平面,VRP MPLS体系VRP系统应用,VRP配置管理平面,31,IP Stack提供IP网络的报文核心处理构架:面向上层应用层提供Socket编程接口交互,面向下层链路层通过网络基本接口层交互,包括TCP、UDP、ICMP、IP等传输层和网络层处理单元,IP Stack为IP转发相关部分提供接口API,以便由产品灵活实现软硬件转发,其余部分由VRP提供,VRP IP 协议栈,32,VRP IP 协议栈示意图,33,Socket是介于传输层和应用层之间的一组编程接
16、口,它屏蔽了传输层的技术细节,使应用程序可方便地使用Socket接口实现网络通信,VRP Socket不仅提供应用层使用IP协议栈的接口,而且允许应用层直接通过Socket使用链路层,包括其它可扩展的协议族,VRP Socket包括标准Socket接口函数和两种异步Socket方式;支持任务间共享Socket;支持各种Socket属性设置,使应用程序可改变Socket内核的某些工作方式;支持多实例的TCP/UDP应用;实现了Raw Socket到链路层的Socket,Socket模块,34,OSPF等路由协议,IS-IS,ETH,PPP,FR,X.25,SOCKETTCP/UDP/RAW IP
17、RAW LinkIP,Socket对IS-IS的支持 Socket模块提供RAW-LINK层作为Socket和链路层的中间层,相当于传输层+网络层,35,TCP模块,TCP(传输控制协议)提供面向连接的,可靠的数据传输机制,并且具有报文失序重组和流量控制能力。,与UDP不同,TCP对数据的传送不区分报文边,界,是一种流式的数据传输服务。,36,UDP模块,UDP用户数据报协议,提供有报文边界的,非连接的不可靠的传输服务,37,Raw IP模块,RAW IP属于传输层,提供应用程序直接访问,IP的手段,应用层可通过RAW IP类型的socket处理ICMP、IGMP、IP-IP等报文,与UDP一
18、样,RAW IP也是面向非连接的、有报文边界的数据传输服务,不提供流量控制、可靠性等复杂特性,38,IP模块,VRP中,IP模块实现了转发与控制分离,IP转发流程,包括报文接收和发送流程、转发使用的FIB查找维护,全部由具体产品根据硬件特点自己实现,VRP提供统一的编程接口API,IP控制部分,包括IP地址管理、IP网管统计信,息,由VRP提供代码和对外编程接口API,网网网网接接应,应应应(OSPF,BGP)SOCKET API,应应应(路路管管 RM),IP地地管管,配配管管配配,IP报文收发数据流,多实例链路应39,IP报文控制流,IP网管主控统统,协协协协资IP 协协协,协协协协资,I
19、P控制与转发分离,40,ICMP模块,支持对差错类型报文处理 支持对请求报文类型处理 支持对重定向报文的处理 VRP实现了对多实例的支持,41,上层协议通过该表向IP模块提供了一个IP报文的,输入接口,提供UDP、TCP、ICMP、IGMP等上层协议的输,入、输出接口,协议开关表模块,42,对网络层、路由管理模块屏蔽链路层和物理层的差异,提供统一的控制通道和数据流通道,链路层以及物理层的状态变化能够通过该通道传递到网络层或路由管理;网络层、路由管理的下行控制也将通过改通道传递到链路层,为链路层提供一个统一的数据流上行通道,为,网络层提供一个统一的数据流下行通道,网络基本接口层模块,实现控制函数
20、、数据流函数的注册为链路层提供一致的上行界面为网络层提供一致的下行界面43,链路应链命主控链链,上命 主 控 链 链,上应管管 1 上应管管 2 上应管管 3 上应管管 4,链,路,应,链,路,应,网网接接应,网网接接应,报报链命 报报上命,报报链命 报报上命,上 应 管 管,1,上 应 管 管,2,主,控,控,控,链,数,控,控,网络基本接口层模块,转发平面(FEF)接口模块FIB表管理模块:管理主控板、接口板上的FIB表。根据路由管理模块发送的消息维护FIB表;,提供查找FIB表的函数;实现FIB表在主控板、接口板的同步机制;LIB表管理模块:管理主控板、接口板上的LIB表。根据路由管理模
21、块发送的消息和标签分发协议维护LIB表;提供查找LIB表的函数;实现LIB表在主控板、接口板的同步机制;44,FIB管理模块(IP转发),LIB管理模块(MPLS),链路层协议,SNMP,TELNET,RIP2,OSPF,Socket,TCP,UDP,IP/IPX,EthernetVLAN,PPPPPPOEPPPOA,FRX.25HDLC,ATMPOS,DDRModem,PHY45,应用层协议,Socket,传输层协议网络层协议,链路层协议,46,PPP,PPP 是一种应用广泛的链路层协议,本身又是,一个协议族,主要由三类协议组成:,链路控制协议族(LCP):用于建立、拆除和监,控PPP数据链
22、路,网络层控制协议族(NCP):用于协商网络层协,议参数,如IP地址、DNS服务器地址等,PPP扩展协议族:包括各种验证协议、加密协议、压缩协议等,用于对PPP功能进行扩展,状状状,PAPCHAP,事件,通知外界:状态改变接收外部,协议控制,子协议,报文,事件动作,IPCP协协协控主控,事各事管,事件,LCP外围部分 核心部分PPP核心部分只考虑协议处理,不考虑数据报文处理实现RFC1661定义的状态机,以及LCP、IPCP、PAP、CHAP子协议对外提供可编程接口,支持二次开发47,VRP PPP核心模块,VRP PPP支持的特性RADIUS,AAADDRPPPOE,L2TPPPPPPPOA
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