張文龍

摘 要：當(dāng)前，路由器的研究比較熱門，但最主要集中在可拓展路由器上?？赏卣孤酚善靼ê芏喾N，但是應(yīng)用最廣，最核心的部分還是直連式可擴展路由器。當(dāng)前，直連式可擴展路由器存在一些弊端，比如：網(wǎng)絡(luò)直徑的增長速度較快，但是在而等分帶寬方面卻呈下坡趨勢。造成這種現(xiàn)象的原因是在研究中使用了低維路由節(jié)點的手段。鑒于此，本文將從高維路由節(jié)點的視角出發(fā)，來完成直連式可擴展路由器的組建。采用此研究方法可以看出，在構(gòu)建路由節(jié)點的維時，不僅要考慮交換的容量，同時還要將分組延時考慮到內(nèi)。為了符合分組延時的要求，路由器要想獲得最大限度的交換容量，就需要讓維達到高值。

關(guān)鍵詞：高維路；節(jié)點；構(gòu)建；直連式可擴展路由器

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日新月異，發(fā)展越來越快，因此路由器的技術(shù)也發(fā)展越來越快。目前，路由器的交換容量面臨著巨大的挑戰(zhàn)，其讓不斷增加自己的交換容量，這是因為Internet中的許多技術(shù)都在快速發(fā)展，這些技術(shù)的發(fā)展促使路由器提高自己的交換容量。這些技術(shù)主要包括：分布式計算、多媒體數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)前，TBPS是路由器所處的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，但是CRS系列路由器比較先進，具有一定的代表性。有關(guān)方面聲稱，其可以達到322TBPS的交換容量。許多廠家和單位都在致力于拓展路由器容量的研究，比如：Juniper和華為。筆者主要分析目前一些路由器的焦點問題。

1 相關(guān)工作

Internet中的最主要設(shè)備就是核心路由器，當(dāng)前研究人員的焦點主要集中在交換容量上。要想增加交換的容量，可拓展路由器是優(yōu)選?？赏卣孤酚善鞯暮诵牟考褪强蓴U展互連結(jié)構(gòu)，其可以被劃分為兩個部分，分別是：直連結(jié)構(gòu)與非直連結(jié)構(gòu)。

可拓展路由器的性能主要受其互連結(jié)構(gòu)的決定。為了拓展互連結(jié)構(gòu)。工作人員Kim和Dally想出了將路由節(jié)點總數(shù)提高的方法。目前，研究人員使用將節(jié)點的維增加的方式。這種方式的優(yōu)點是：不僅能夠?qū)⒎纸M延時有效的降低，更可以減少造價和消耗。此外，Cray公司也在這方面有所突破，其使用了和Kim 和Dally相似的辦法來組建互連結(jié)構(gòu)。當(dāng)分組長度處于8～72B這個范圍時，此方法可以實現(xiàn)較低分組延時以及很低丟包率的數(shù)據(jù)交換。此外，為了使用3D-torus來完成直連式可擴展路由器，AVICI公司發(fā)明了TSR。

盡管關(guān)于這方面的研究很多，但是很多方面還沒有觸及到。本文主要以直連式可拓展路由器為研究的對象，對其節(jié)點的維和交換容量以及分組延時的關(guān)系進行探討。通過一系列的研究，筆者發(fā)現(xiàn)：交換容量和分組延時二者共同決定了節(jié)點的維。在某一個界大于分組延時的情況下，維和交換容量的大小是成正比的，也就是說交換容量越大，維也就越高。

2 用到的相關(guān)概念和構(gòu)建的思想

2.1 用到的相關(guān)概念

研究中用到的概念有：G R=（V，E）；路由的節(jié)點vi外面的接口的數(shù)目用P（vi）表示。而內(nèi)部的接口數(shù)目則用q（vi）表示；G R中的一個重要的因素就是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)展示了數(shù)據(jù)鏈路和路由節(jié)點的關(guān)系。只要將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定，那么其他的一些因素也就確定了，比如：節(jié)點數(shù)、維、鏈路數(shù)以及網(wǎng)絡(luò)的直徑，這樣性能也就基本上確定了。交換容量和分組延時一般受等分帶寬和網(wǎng)絡(luò)直徑的影響。

2.2 構(gòu)建的思想

傳統(tǒng)的構(gòu)建思想是：P（vi）=1且a=1，即僅僅有一個對外接口，一條鏈路。但是，使用高維路由節(jié)點后，傳統(tǒng)的構(gòu)建思想就會被打破，在組建路由器時會考慮到：P（vi）>1或者是a>1。在組建直連式可擴展路由器的時候，可以使用將節(jié)點數(shù)目增加的發(fā)生，但是也要注意將節(jié)點的交換能力考慮在內(nèi)。

3 性能的研究

在直連式可擴展路由器中，單一的路由功能可以讓節(jié)點來完成。路由功能和單機的交換功能差不多吻合。

3.1 交換容量

G R中的每一個節(jié)點都有著一樣的結(jié)構(gòu)，同時系統(tǒng)內(nèi)全部的內(nèi)部鏈路和外部接口都是雙向的。由此可以將任意的節(jié)點的鏈路容量和流量作為研究對象。要讓每一個節(jié)點都處于穩(wěn)定的狀態(tài)，就需要滿足：

如果：B`=CB，那么：

3.2 分組延時

直觀上，只要保證拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同的前提下，只要鏈路的寬度增加，那么等分寬帶就會隨之增加。因此，交換容量會隨之增加。但是，實際的情況并不是這樣的，這是因為節(jié)點的負(fù)載也會增加，節(jié)點的延時會增大。可見，并不是增加a，性能就會隨之提高。

4 結(jié)束語

筆者從高維路由節(jié)點的視角出發(fā)，來完成直連式可擴展路由器的組建。在此過程中，不僅考慮了交換的容量，而且考慮了分組延時。因此，路由器要想獲得最大限度的交換容量，就需要讓維達到高值。

[參考文獻]

[1]楊光輝，昊建平，趙有健，等.針對可擴展交換網(wǎng)絡(luò)的頑健性評價方法[J].通信學(xué)報.2012（05）.

[2]楊光輝，昊建平，趙有健，等.針對可擴展交換網(wǎng)絡(luò)的頑健性評價方法[J].通信學(xué)報.2012（05）.