边缘路由器

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边缘路由器(Edge Router)

　　边缘路由器是在网络的边界点用于与其他网络(例如Intemet)相连接的路由器。也被称作是边界路由器。

　　边缘路由器的定位是将用户由局域网汇接到广域网，在局域网和广域网技术尚有很大差异的今天，边缘路由器肩负着多种重任，简单地说就是要满足用户的多种业务需求，从简单的连网到复杂的多媒体业务和VPN业务等。这需要边缘路由器在硬件和软件上都要有过硬的实现。

　　边缘路由器的能力是影响第3层MPLS VPN服务可扩展性的一个主要因素。影响边缘路由器可扩展性的主要因素是处理能力和可用内存。

　　在检查CPU和内存特征时，Globenet注意到影响整体可扩展性的几种因素。它发现CPU使用率一般受许多因素的影响，包括(但不限于)下列因素。

　　·提供的QoS量：Globenet部署的有些PE路由器使用硬件转发，另一些没有使用硬件转发。对于使用硬件转发的PE路由器，路由处理器CPU不受QoS功能的影响。然而，在不能基于硬件执行转发的PE路由器平台上，激活的QoS功能数量和复杂性将对路由处理器CPU产生很大的影响，因而在部署这些功能前需要仔细考虑。Globenet将通过如下方式，使得PE路由器支持的QoS功能最小化。

　　如果CE路由器由Globenet管理，分类、标记和策略控制功能当前全部由CE路由器执行，使PE路由器完全不需要处理这些任务。这极大地增强了可扩展性。在每台CE路由器上支持与单个站点相关的QoS功能，比在PE路由器上支持所有站点的QoS功能要容易得多。

　　Globenet选择一种DSCP／EXP值方案，通过IOS默认映射根据DSCP(Differentiated Services Codepoint，区别服务码点)值自动实现EXP值标记，从而PE路由器不需要执行DSCP-to-EXP映射。

　　对于非管理CE路由器，可以应用一种相对较轻的输入策略，因为数据流分类不涉及任何包检查，只根据DSCP字段来完成。

　　总之，Globenet确保输入端的QoS功能不影响或尽可能少地影响PE路由器的性台乙所以，可能影响PE路由器性能的QoS功能主要是在链路出口(将网络包转发到PE-CE链路上时)实现调度的QoS功能。这些功能无法避免，因为它们是在拥塞点执行Globenet的5种服务所必需的。它们还设计成尽可能地轻，因为它们只依赖于基于DSCP的分类。

　　·“受管理”和“非管理”服务：对于使用“受管理”服务的客户(它们有受管理的CE路由器)，CPU需求可以在PE路由器和连接的CE路由器之间分配，这与刚介绍的QoS方面相同。这将有助于整个系统实现更好的可扩展性。这种功能对于非管理CE是不可能实现的。

　　·PE-CE协议连接类型：每种路由协议有不同的需求，因而需要更多或更少的处理器周期。例如，OSPF需要处理初始LSA生成，但没有路由变化时相对安静，只是每30分钟发送一次数据库刷新；而RIP协议以固定间隔发送周期性更新。

　　·连接的VPN和相关VRF的数量：显然，PE路由器上的VRF数量将影响CPU需求，因为需要处理和存储的路由信息量会随着VRF数量的增加而增加。

　　从内存方面说，Globenet注意到PE路由器所需的内存量随下列因素增加。

　　·VRF／路由数量：每个VRF和VRF中的每条路由都需要内存。随着VRF和路由数量增加，所需的内存也将相应增加。注意，VPNv4路由比IPv4路由需要更多的内存。

　　·PE路由器上的因特网路由数：因为Globenet在有些PE路由器中存储因特网路由，所以可用于存储VPN路由的内存量显然会减少。在有些内存有限的老式路由器平台上，这种影响非常显著。

　　·OSPF／RIPv2连接：OSPF和RIPv2都依赖于数据库来存储路由信息。这些内存是除用于存储VRF和转发表中路由的内存外，额外增加的内存。所以Globenet在所有PE路由器上限制部署这类客户的数量。

　　·BGP路径：在给定VPN中，远程站点的数量增加将增加在本地PE路由器从远程位置收到的路由和路径的数量。所以，Globenet选择在每个VRF中使用maximum routes命令，以限制路由数量并能够适当地工程化路由器。

　　Globenet有几种不同的边缘路由器平台，对于每种平台都在实验室验证测试中确定它能支持的最大服务数量(假定采用典型的服务分配和相关功能)。用于确定最大规模的参数包括将因特网／第3层VPN客户分开、典型的接入速度、典型的CoS项目、最大连续CPU负载50％等。根据这些参数，Globenet将每种平台的服务供应规则确定为最大测试规模的70％。

　　(1)分类部分包括分类单元和标记单元

　　①分类单元：在边缘路由器上，分类单元的功能是检查分组的源IP地址、目的IP地址以及TCP／UDP的源／目的端口号等信息，依据这些对分组所属的数据流进行辨别。经过分类的业务流送到测量单元加以认证，看业务流是否遵守SLA，同时还将业务流送至标记单元，以便对分组的标记进行必要的处理(标记改写等)。

　　②标记单元：在分类单元对业务流进行分类的基础上，标记单元将对没有填写DS字段的IP分组进行DS字段的填写。另外，如果来自测量单元的信息表明某一业务流超出了SLA，则将由标记单元对业务流中的IP分组的DS域进行必要的改写，以便对相应的业务流进行服务质量的降级处理。

　　(2)测量部分由测量单元与调整／丢弃单元组成

　　①测量单元：对某一业务流进行分类后，还必须对其速率、突发长度等参数进行测量，以便确定该业务流的资源消耗在持续时间内是否超出SLA的规定；另外，测量单元对于业务量的统计与计费工作来说也不可缺少。在Diff-Serv网络中，由于对不同服务质量的业务流的收费是不同的，所以，路由器中必须有专门用于进行Diff-Serv的业务测量的功能。

　　②调整／丢弃单元：调整是指当业务流中存在突发的业务流时，通过一定的机制使路由器输出的业务流变得较为平稳。对于突发业务流，主要有三种调整策略：一是如果突发的业务流在一定的限度之内，则不予理会，继续正常转发；二是通过一定的机制(常用的漏桶算法)对业务流的突发性进行削减；三是当业务流的突发超过一定的程度，丢弃业务流中的一部分分组以便达到调整的目的。当业务流的突发超过一定的程度(大于漏桶的容积)或者业务流不符合SLA的约定时，将通过调整／丢弃单元对业务流中的分组进行丢弃。丢弃的算法很多，常用的如RED，WRED。