邊緣路由器

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邊緣路由器(Edge Router)

　　邊緣路由器是在網路的邊界點用於與其他網路(例如Intemet)相連接的路由器。也被稱作是邊界路由器。

　　邊緣路由器的定位是將用戶由區域網匯接到廣域網，在區域網和廣域網技術尚有很大差異的今天，邊緣路由器肩負著多種重任，簡單地說就是要滿足用戶的多種業務需求，從簡單的連網到複雜的多媒體業務和VPN業務等。這需要邊緣路由器在硬體和軟體上都要有過硬的實現。

　　邊緣路由器的能力是影響第3層MPLS VPN服務可擴展性的一個主要因素。影響邊緣路由器可擴展性的主要因素是處理能力和可用記憶體。

　　在檢查CPU和記憶體特征時，Globenet註意到影響整體可擴展性的幾種因素。它發現CPU使用率一般受許多因素的影響，包括(但不限於)下列因素。

　　·提供的QoS量：Globenet部署的有些PE路由器使用硬體轉發，另一些沒有使用硬體轉發。對於使用硬體轉發的PE路由器，路由處理器CPU不受QoS功能的影響。然而，在不能基於硬體執行轉發的PE路由器平臺上，激活的QoS功能數量和複雜性將對路由處理器CPU產生很大的影響，因而在部署這些功能前需要仔細考慮。Globenet將通過如下方式，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，分類、標記和策略控制功能當前全部由CE路由器執行，使PE路由器完全不需要處理這些任務。這極大地增強了可擴展性。在每台CE路由器上支持與單個站點相關的QoS功能，比在PE路由器上支持所有站點的QoS功能要容易得多。

　　Globenet選擇一種DSCP／EXP值方案，通過IOS預設映射根據DSCP(Differentiated Services Codepoint，區別服務碼點)值自動實現EXP值標記，從而PE路由器不需要執行DSCP-to-EXP映射。

　　對於非管理CE路由器，可以應用一種相對較輕的輸入策略，因為數據流分類不涉及任何包檢查，只根據DSCP欄位來完成。

　　總之，Globenet確保輸入端的QoS功能不影響或儘可能少地影響PE路由器的性台乙所以，可能影響PE路由器性能的QoS功能主要是在鏈路出口(將網路包轉發到PE-CE鏈路上時)實現調度的QoS功能。這些功能無法避免，因為它們是在擁塞點執行Globenet的5種服務所必需的。它們還設計成儘可能地輕，因為它們只依賴於基於DSCP的分類。

　　·“受管理”和“非管理”服務：對於使用“受管理”服務的客戶(它們有受管理的CE路由器)，CPU需求可以在PE路由器和連接的CE路由器之間分配，這與剛介紹的QoS方面相同。這將有助於整個系統實現更好的可擴展性。這種功能對於非管理CE是不可能實現的。

　　·PE-CE協議連接類型：每種路由協議有不同的需求，因而需要更多或更少的處理器周期。例如，OSPF需要處理初始LSA生成，但沒有路由變化時相對安靜，只是每30分鐘發送一次資料庫刷新；而RIP協議以固定間隔發送周期性更新。

　　·連接的VPN和相關VRF的數量：顯然，PE路由器上的VRF數量將影響CPU需求，因為需要處理和存儲的路由信息量會隨著VRF數量的增加而增加。

　　從記憶體方面說，Globenet註意到PE路由器所需的記憶體量隨下列因素增加。

　　·VRF／路由數量：每個VRF和VRF中的每條路由都需要記憶體。隨著VRF和路由數量增加，所需的記憶體也將相應增加。註意，VPNv4路由比IPv4路由需要更多的記憶體。

　　·PE路由器上的網際網路路由數：因為Globenet在有些PE路由器中存儲網際網路路由，所以可用於存儲VPN路由的記憶體量顯然會減少。在有些記憶體有限的老式路由器平臺上，這種影響非常顯著。

　　·OSPF／RIPv2連接：OSPF和RIPv2都依賴於資料庫來存儲路由信息。這些記憶體是除用於存儲VRF和轉發表中路由的記憶體外，額外增加的記憶體。所以Globenet在所有PE路由器上限制部署這類客戶的數量。

　　·BGP路徑：在給定VPN中，遠程站點的數量增加將增加在本地PE路由器從遠程位置收到的路由和路徑的數量。所以，Globenet選擇在每個VRF中使用maximum routes命令，以限制路由數量並能夠適當地工程化路由器。

　　Globenet有幾種不同的邊緣路由器平臺，對於每種平臺都在實驗室驗證測試中確定它能支持的最大服務數量(假定採用典型的服務分配和相關功能)。用於確定最大規模的參數包括將網際網路／第3層VPN客戶分開、典型的接入速度、典型的CoS項目、最大連續CPU負載50％等。根據這些參數，Globenet將每種平臺的服務供應規則確定為最大測試規模的70％。

　　(1)分類部分包括分類單元和標記單元

　　①分類單元：在邊緣路由器上，分類單元的功能是檢查分組的源IP地址、目的IP地址以及TCP／UDP的源／目的埠號等信息，依據這些對分組所屬的數據流進行辨別。經過分類的業務流送到測量單元加以認證，看業務流是否遵守SLA，同時還將業務流送至標記單元，以便對分組的標記進行必要的處理(標記改寫等)。

　　②標記單元：在分類單元對業務流進行分類的基礎上，標記單元將對沒有填寫DS欄位的IP分組進行DS欄位的填寫。另外，如果來自測量單元的信息表明某一業務流超出了SLA，則將由標記單元對業務流中的IP分組的DS域進行必要的改寫，以便對相應的業務流進行服務質量的降級處理。

　　(2)測量部分由測量單元與調整／丟棄單元組成

　　①測量單元：對某一業務流進行分類後，還必須對其速率、突髮長度等參數進行測量，以便確定該業務流的資源消耗在持續時間內是否超出SLA的規定；另外，測量單元對於業務量的統計與計費工作來說也不可缺少。在Diff-Serv網路中，由於對不同服務質量的業務流的收費是不同的，所以，路由器中必須有專門用於進行Diff-Serv的業務測量的功能。

　　②調整／丟棄單元：調整是指當業務流中存在突發的業務流時，通過一定的機制使路由器輸出的業務流變得較為平穩。對於突發業務流，主要有三種調整策略：一是如果突發的業務流在一定的限度之內，則不予理會，繼續正常轉發；二是通過一定的機制(常用的漏桶演算法)對業務流的突發性進行削減；三是當業務流的突發超過一定的程度，丟棄業務流中的一部分分組以便達到調整的目的。當業務流的突發超過一定的程度(大於漏桶的容積)或者業務流不符合SLA的約定時，將通過調整／丟棄單元對業務流中的分組進行丟棄。丟棄的演算法很多，常用的如RED，WRED。