Архитектура и уникальные особенности магистральной платформы Cisco NCS 6000

Архитектура и уникальные особенности
магистральной платформы Cisco NCS 6000
Виктор Осипчук
Системный инженер
vosipchu@cisco.com
25.11.14 © 2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

High-end routing платформы Cisco
Высокоскоростное
ядро:
Новые возможности
архитектуры
The image cannot be displayed. Your
computer may not have enough memory
to open the image, or the image may have
been corrupted. Restart your computer,
and then open the file again. If the red x
still appears, you may have to delete the
image and then insert it again.
NCS
Ядро:
• Лидирующая
платформа
• Расширение с
новыми CRS-X
CRS
T
he
i
m
ag
e
ca
n
n
ot
b
e
di
sp
ASR Граница:
• Лидирующая
платформа
• Плотность,
функционал и
масштабируемость
The image cannot be displayed. Your computer
may not have enough memory to open the image,
or the image may have been corrupted. Restart
your computer, and then open the file again. If
the red x still appears, you may have to delete
the image and then insert it again.

Содержание презентации
1. Архитектура линейного шасси
2. Линейные карты для Cisco NCS6000
3. Оптические трансиверы
4. Архитектура мультистоечной конфигурации
5. Особенности операционной системы
25.11.14 © 2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 3

Архитектура линейного шасси

NCS 6008 линейное шасси (LCC)
8x1Tbps линейные карты
§ Собственные, специализированные
программируемые NPU
§ Высокая производительность / масштабируемость
Производительная фабрика
§ Полная отказоустойчивость
§ 3 варианта
Единое шасси
Back-to-back
Многостоечная– до 16 шасси LCC
Зарезервированные Route Processors
§ 8-core x86 CPUs w/ 48GB DRAM
Энергоэффективность
§ Высокая интеграция элементов
§ 40nm технология для NPU
§ >90% КПД блоков питания
§ Возможность отключать порты
23”
59.9 cm
42”
107 cm
ВИД СПЕРЕДИ
БЕЗ ДВЕРИ
ВИД СЗАДИ
БЕЗ ДВЕРИ
84”
213.4 cm

NCS 6008 распределение компонент
6 ПОЛОК
ДЛЯ
МОДУЛЕЙ
(0-1) КАРТЫ
ВИД СПЕРЕДИ ВИД СЗАДИ
24X 2100W DC
ИЛИ
18X 3000W AC
7” CRAFT
ТЕРМИНАЛ
БЛОК ВЕНТИЛЯТОРОВ
ЛИНЕЙНЫЕ КАРТЫ
(0-7)
КОММУТАЦИИ
(0-5)
МОДУЛИ
УПРАВЛЕНИЯ
RP(0
,1)
(0-1)
ЗАБОР ВОЗДУХА
Вид
сбоку
Забор
воздуха
Линейные
карты
Забор
воздуха
Слоты
карт
матрицы
коммутации

NCS 6008 Система питания
DC DC DC DC
DC DC DC DC
DC DC DC DC
DC DC DC DC
DC DC DC DC
DC DC DC DC
• 4 блока питания на полку
• До 24х2,1кВт блоков
• 1x60A @ 40V или эквивалент (диапазон
40-60)
• Изначально продуманный дизайн для карт
следующего поколения
• При заказе предлагаются AC или DC полки под БП
• Всего 6 полок в шасси LCC
AC AC AC
AC AC AC
AC AC AC
AC AC AC
AC AC AC
AC AC AC
DC СИСТЕМА ПИТАНИЯ
AC СИСТЕМА ПИТАНИЯ
• 3 AC блока питания на полку
• До 18х3кВт блоков
• 200-250В одна фаза
• 16A номинал
DC СИСТЕМА ПИТАНИЯ

NCS6000 система вентиляторов
Два вентилятора для фабрики / RP
Четыре вентилятора для линейных карт
§ Два зарезервированных блока вентиляторов в шасси.
§ Отдельными каналами подключены к RP.
§ Скорость вращения лопастей определяется температурными
датчиками на входе в шасси и в hot spot на каждой карте.
§ Если один блок вентиляторов отказывает или вытаскивается из
шасси, то вентиляторы второго блока начинают работать на
полную мощность.
§ Если связь с RP теряется более чем на 60секунд, то такое
состояние рассматривается как аварийное и вентиляторы
начинают работать на полную мощность.

Route Processor
• Управление control plane – маршрутизация, SNMP, доступ . . .
• 8-core x86 CPU @ 1.8GHz
• 64-bit support
• 48 GB DRAM
• 32 GB (OS) & 200 GB (logs) SSDs for high reliability
• Interfaces
Consoles
Timing/Synchronization
BITs/J.211(in/out) , GPS(in/out) , IEEE1588 , Time-expansion port(in/out)
Management GE
Inter-chassis 10GE
Expansion 10GE
Alarms 8 SFP+
Ports
3 Console
Ports
System Timing:
USB Port 2 MGMT
IEEE1588
BITS/DTI
GPS
Time Expansion
Enet Ports
32GB SSD
Alarm Port
200GB SSD

Route Processor - соединения
Модуль управления
(RP0)
RP 0
Модуль управления
RP 1
(RP1)
EEPROM
CHASSIS EEPROM
8 Line Cards
2 Fan Trays
AC/DC Power
Shelves
(x Power Modules
Per Shelf)
I2C (shown as bussed but
is point to point)
10GE Control
6 Fabric Cards
1GE Control
Craft Infc
x1 PCIe
Линейные
карты
(8хLC)
Карты
(6хFC)
Полки
вентиляторов
Блоки питания
Крафт-терминал

Линейные карты для Cisco NCS6000

NCS 6000 Обзор линейных карт
• Route Processor заливает таблицу маршрутизации в линейные карты
• Линейные карты состоят из различного количества «слоев»
• Каждый «слой» состоит из независимых оптических элементов и forwarding ASIC
Оптические подключения с помощью трансиверов
Маршрутизация пакетов, функции & QoS
Доступ к фабрике, обработка очередей, сегментация/сборка пакетов и очередность
Неиспользуемые «слои» можно отключать (# hw-module slice 1 offline location <>)
• Фабрика коммутации распространяет ячейки (cells) между «слоями»
6 зарезервированных фабрик
Топология зависит от режима работы: Single, Multi, или Back-to-back
ЛИНЕЙНЫЕ КАРТЫ
Optics
Network
Optics
Processor Unit
Optics Optics
NPU FIA
Optics Optics
NPU FIA
Optics Optics
NPU FIA
Optics Optics
NPU FIA
Fabric Interface
ASIC
DRAM CPU
1ТБ КАРТОЧКА С 100GE ПОРТАМИ
Fabric
Control
Ethernet
«Слой» коммутации

10x100Gbps LSR карта
5 «слоев» – LSR-ориентированная forwarding table, TCAM и QoS
• Модульная оптика – CXP и CPAK версии
• nPower X1 NPU содержит:
Forwarding cores
Memory for forwarding tables
TCAM
Traffic Manager (TM)
Packet Buffers
MAC Logic
OTN Framers
• Fabric Interface ASIC (FIA)
Управляет VoQ до фабрики
Запрос доступа на фабрику
Сегментация пакетов в ячейки
Сбор пакетов из ячеек
Передача пакетов обратно на nPower X1
Tables
TCAM TM
Packet
Buffers
nPower X1
Optics
Optics
Optics FIA
CXP ОПТИКА LSR КАРТА С CXP ОПТИКОЙ
Fabric
Interface
ASIC
Optics
Optics
FIA
FIA
nPower X1
nPower X1
nPower X1
Optics nPower X1 FIA
Fabric
Control
Ethernet
DRAM CPU
PPE
LSR
TABLE MEMORY
LSR TRAFFIC MANAGER
CORE
TCAM
CXP ИЛИ
CPAK
PACKET PROCESSING
ENGINE ARRAY

10x100Gbps Multi-service Core карта
5 «слоев» - полноценная forwarding table с обычным TCAM и QoS
• Увеличенный FIB по сравнению с LSR
• Модульная оптика– CXP и CPAK версии
• nPower X1 NPU содержит:
Forwarding cores
TCAM
Traffic Manager (TM)
Packet Buffers
MAC Logic
OTN Framers
Передача пакетов обратно на nPower X1
Tables
TCAM TM
Packet
Buffers
nPower X1
Optics
Optics
Optics FIA
MS CORE КАРТА С CPAK ОПТИКОЙ
MS CORE
TABLE MEMORY
Fabric
Interface
ASIC
Optics
Optics
FIA
FIA
nPower X1
nPower X1
nPower X1
Fabric
Control
Ethernet
DRAM CPU Ethernet
Switch
PPEs

60x10GE линейная карта
4 «слоя» – расширенный TCAM и QoS
TCAM PPEs TM
nPower X1e
SFP+ x15
SFP+ x15
SFP+ 60 X 10GE SFP+
• Использует nPower X1e
Forwarding cores
Расширенный TCAM
Расширенный Traffic Manager
Packet Buffers
MAC Logic
OTN Framers
• Оптика – SFP+
Передача пакетов обратно на nPower X1е
Fabric
Interface
ASIC
FIA
FIA
FIA
nPower X1e
nPower X1e
nPower X1e
SFP+ x15
…
Fabric
Control
Ethernet
DRAM CPU
Tables
Packet
Buffers
РАСШИРЕННЫЙ
TCAM РАСШИРЕННЫЙ TRAFFIC MANAGER

Cisco nPower X1 NPU – детали
• Интегральность позволяет снизить требования к питанию и повысить
плотность на карту
• 336x800 MHz специализированных programmable packet processors
• 150 Mpps, 200 Gbps full duplex
• Traffic Manager для иерархического QoS
4K очередей
3+ уровня QoS
• TCAM память поддерживает до 64K IPv4 ACEs
• Интегрированный MAC
20x10GE , 5x40GE & 2x100GE
• Специально разработанная Packet forwarding память
Быстрее чем DDR3
10X100GBPS CPAK LC
NPOWER X1
TCAM Traffic
Packet
Buffers
СПЕЦИАЛЬНАЯ БЫСТРАЯ ПАМЯТЬ
LSR NPOWER X1
TCAM Traffic
Packet
Buffers
MS NPOWER X1
Manager
MAC
Table Memory
PPEs
Manager
MAC
Table Memory
PPEs
NPOWER X1 NPU
3+ МИЛЛИАРДА
ТРАНЗИСТОРОВ

Cisco nPower X1e NPU – детали
• 336x 800 MHz специализированных programmable packet processors
• 140 Mpps, 200 Gbps full duplex
• Расширенный Traffic Manager
32K интерфейсов
128K очередей
5+ уровней QoS
• TCAM поддерживает до 512K ACEs
• Универсальный MAC
15x 10GE , 5x 40GE
60X 10GE SFP+ LC
NPOWER X1E
TCAM Traffic
NPOWER X1E
4+ МИЛЛИАРДА
ТРАНЗИСТОРОВ
Table Memory
Packet
Buffers
Manager
MAC PPE
NPOWER X1E NPU

Общее сравнение Network Processing Unit
• Идентичная архитектура – процессоры, MAC интеграция и буфера
• nPower X1 LSR карты оптимизированы для задач ядра
• nPower X1 Multi-service Core карты имеют расширенный FIB и память
• nPower X1e оптимизированы в области сервисов, QoS и FIB
Расширенный Traffic Manager для QoS
5 уровней иерархического QoS
Увеличенный TCAM (8x nPower X1 TCAM)
Относительно невысокая плотность из-за физических ограничений лицевой части карты (60 SFP+)
Table Memory
TCAM Traffic
PPE
Packet
Buffers
Manager
MAC
TCAM Traffic
Packet
Buffers
Manager
TCAM Traffic
LSR NPOWER X1 MS NPOWER X1 NPOWER X1E
MAC
Table Memory
PPE
Table Memory
Packet
Buffers
Manager
MAC
PPE

Оптические трансиверы

Cisco CPAK
100G трансивер
CPAK-100G-ER4L*
100G-SR10 CPAK
100G-LR4 CPAK
• Полностью соответствует стандартам
• 100GBASE-LR4 соответствие
• OTU4 соответствие
• Высокая плотность
• Достигается уменьшение в размерах >70%
• Обеспечение плотности до 10 портов 100GE
• 4x 25G электрический интерфейс
• Низкое потребление питания
• Уменьшение потребления питания до 70%
• Использование современных технологий
CPAK-10X10G-LR*
*Появятся в Q1-Q2 CY15

CPAK и CFP
CFP
82
140 13.6
CPAK
101 35
11.6
CFP2
107
42
12.4
QSFP28
18
52
4x25G
8.5
CFP4
22
86
9.5
Питание <32 Вт < 7.5 Вт
< 8Вт, 12 Вт
< 5 or 6 Вт
3.5 - 4.5 W
(план)

Гибкость представления портов
“Anyport”
Поддержка 10 GE, 40
GE, и 100 GE на одной
карте
CPAK 100
GE LR4
CPAK
2x40 GE
CPAK 100
GE ER4
CPAK
10x10-LR
CPAK 100
GE SR10
100 GE
LR
CPAK в разработке
10x10
GE
2x40
GE
100 GE
SR10
Защита
инвестиций.
Начиная с 10GE
возможность
перейти на
100GE в
будущем

100G подключения
NC6K 100G
трансивер
Трансивер
с другой
стороны
CFP LR4
CFP SR10
CXP SR10
ОДНОМОД/МУЛЬТИМОД
ТИП КОННЕКТОРА ТИП КОННЕКТОРА
SC НА SC
MPO24 НА MPO24 MM
10G/40G/100G
сценарии
NCS 6000 100G тип трансивера Одномод/мультимод Тип порта Противоположная сторона Релиз
CPAK LR4 Одномод Duplex SC to Duplex SC 100G CPAK LR4 5.0.0
CPAK LR4 Одномод Duplex SC to Duplex SC 100G CFP LR4 5.0.0
CPAK SR10 Многомод MPO24 to MPO24 100G CFP SR10 5.0.1
CPAK SR10 Многомод MPO24 to MPO24 100G CPAK SR10 5.0.1
CPAK SR10 Многомод MPO24 to MPO24 100G CXP SR10 5.0.1
CXP SR10 Многомод MPO24 to MPO24 100G CFP SR10 5.0.0
CXP SR10 Многомод MPO24 to MPO24 100G CPAK SR10 5.0.1
CXP SR10 Многомод MPO24 to MPO24 100G CXP SR10 5.0.0
CPAK LR4
CPAK SR10
CXP SR10
CPAK LR4
CPAK SR10
100G LR4
100G SR10

Трансивер
с другой
стороны
QSFP+ 40G LR4
NC6K 100G
трансивер
CPAK SR10 MPO24 TO 2X MPO12 MM QSFP+ 40G SR4
10G/40G/100G
сценарии
40G SR4
CPAK 2X40GE LR4
(В ПЛАНАХ)
NCS 6000 100G
тип трансивера
40G LR4
(в планах)
MPO TO LC SM
(ПОТОМ)
Одномод
/Мультимод Тип порта Удаленная
сторона Релиз
CPAK SR10 Мультимод MPO24 на 2x MPO12
разветвитель QSFP+ 40G SR4 В планах
CPAK 2x40G LR4 Одномод MPO на Duplex LC(в планах) QSFP+ 40G LR4 В планах

CPAK SR10
CXP SR10
CPAK 10X10G LR
SFP+ SR
SFP+ LR
10G SR
10G LR
NCS 6000 100G
MPO24 НА 10X DUPLEX LC MM
Одномод
/мультимод Тип порта Удаленная сторона Релиз
CPAK SR10 Multi-mode MPO24 на 10x Duplex LC
разветвитель 10G SFP+ SR 5.0.1
CXP SR10 Multi-mode MPO24 на 10x Duplex LC
разветвитель 10G SFP+ SR 5.0.0
CPAK 10x10G LR Single-mode MPO24 на 10x Duplex LC
разветвитель 10G SFP+ LR 5.0.1
NC6K 100G
трансивер
Трансивер
с другой
стороны
10G/40G/100G
сценарии
MPO24 НА 10X DUPLEX LC SM

10G подключения по патч-панели
NC6K 100G
трансивер
Трансивер
с другой
стороны
CONNECTOR TYPE CONNECTOR TYPE
Патч-
панель
ОДНОМОД/МУЛЬТИМОД ОДНОМОД/МУЛЬТИМОД
MPO24 НА MPO24 MM
MРО24 НА MPO24 SM
CPAK SR10
CXP SR10
CPAK 10X10G LR
SFP+ SR
SFP+ LR
LC TO LC MM
MM ПАТЧ-ПАНЕЛЬ
SM ПАТЧ-ПАНЕЛЬ LC TO LC SM
NCS 6000 100G
Одномод
/мультимод Тип порта Патч-панель Тип Удаленная
сторона Релиз
CPAK SR10 Мультимод MPO24 на
MPO24
MM патч-панель
(NCS-PP-100X10-SR) LC на LC 10GE SFP+ SR 5.0.1
CXP SR10 Мультимод MPO24 на
MPO24
MM патч-панель
(NCS-PP-100X10-SR) LC на LC 10GE SFP+ SR 5.0.0
CPAK 10x10G
LR Одномод MPO24 на
MPO24
SM патч-панель
(NCS-PP-100X10-LR) LC на LC 10GE SFP+ LR 5.2.3

Патч-панели для решения AnyPort
• 2 варианта – MM и SM
• 3 RU
• Разветвления для 10 кабелей MPO24 внутри патч-панели
• Каждый кабель MPO24 разводится на 10 дуплексных портов LC
• Используются только 20 жил из 24 в одном MPO24 кабеле
NCS-PP-100X10-SR
(многомодовая патч-
панель)
10x MPO 24
LC-коннектор 10x
(Tx+ Rx) duplex
OM3 MMF
или
SMF
Внутренняя разводка
MPO24
PORT
2 10GE СОЕДИНЕНИЯ
(LC) В БЛОКЕ

Нумерация портов 10G
• 10G «расшитые» порты используют 5й октет для нумерации
TenGigE<rack_num>/<slot_id>/<card_instance>/<physical-port_num>/<logical-port-num>
RP/0/RP0/CPU0:P#show ipv4 int br
Interface IP-Address Status Protocol
MgmtEth0/RP0/CPU0/0 5.7.13.30 Up Up
HundredGigE0/0/0/2 unassigned Unknown Unknown
<snip>
TenGigE0/0/0/0/0 unassigned Unknown Unknown
<snip>
28

Архитектура мультистоечной конфигурации

Карты коммутации
Задача в передаче данных (как ячейки) между линейными картами
§ Передача unicast/multicst
§ Поддержка Multi-priority
§ Неблокируемая архитектура
6 карт фабрики
§ Достаточно 5 для передачи L3 трафика любого размера
Существует 3 опции:
§ Single-chassis – Поддержка единой системы в 8 Tbps
§ Back-to-back – 2 LCC шасси работают как единая 16 Tbps система без FCC (след.релизы)
§ Multi-chassis – от 1 до 16 LCC работают как единая 8 - 128 Tbps система совместно с шасси
Back-to-back и Multi-chassis карты используют CXP для соединения
КАРТА ДЛЯ ЛИНЕЙНОГО ШАССИ КАРТА ДЛЯ MULTI-CHASSIS
• F2 ASIC
• НЕТ ВНЕШ.СОЕДИНЕНИЙ
• F13 ASIC
• 16 CXP ДЛЯ ФАБРИКИ
КАРТА ДЛЯ BACK-2-BACK
• F123 ASIC
• 16 CXP К ДРУГОМУ LCC

Конфигурация с одним шасси
§ Вся коммутация осуществляется картами коммутации в самом шасси
§ 1 шаг коммутации, со всеми FIA подключенными к ASIC-ам фабрики
§ 2 элемента SFE на карту коммутации (FC)
§ 1 FIA на каждый слой линейной карты
§ У каждого FIA 36 serdes по 11.5 Gbps (10 без вн.заголовков):
6 каналов на карту коммутации, 3 на SFE
§ Каждый FIA/слой получает 300 Gbps от/к фабрике
(6 карт коммцтации), 240 Gbps (5 карт коммутации)
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
F
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
КАРТА КОММУТАЦИИ
ЛИНЕЙНОГО ШАССИ
БЛОК-СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЙ

Back-to-back топология
§ Все шаги коммутации в картах фабрики в шасси – F123 карта
§ Для соединения шасси используются CXP-линки между картами коммутации
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
Optical Connections
F13
F13
F13
F13
F2
F2
F13
F13
F13
F13
F2
F2
F13
F13
F13
F13
F2
F2
F13
F13
F13
F13
F2
F2
F13
F13
F13
F13
F2
F2
F13
F13
F13
F13
F2
F2
F13
F13
F13
F13
F2
F2
F13
F13
F13
F13
F2
F2
F13
F13
F13
F13
F2
F2
F13
F13
F13
F13
F2
F2
F13
F13
F13
F13
F2
F2
F13
F13
F13
F13
F2
F2
NCS 6008 ЛИНЕЙНОЕ ШАССИ NCS 6008 ЛИНЕЙНОЕ ШАССИ
КАРТА КОММУТАЦИИ
ДЛЯ BACK-2-BACK

Многостоечная конфигурация
§ 1ый и 3ый шаг совершается в линейном шасси (F13)
§ 2ой шаг уже в шасси с картами коммутации (F2)
§ CXP соединения – такие же как в варианте Back-to-back
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
F2
NCS 6008 ЛИНЕЙНОЕ ШАССИ NCS 6008 ЛИНЕЙНОЕ ШАССИ
ШАССИ С
КАРТАМИ КОММУТАЦИИ
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
F13
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
Оптические соединения
Оптические соединения
… …
КАРТА ДЛЯ MULTI-CHASSIS

Соединения в многостоечной конфигурации
• Каждое шасси с картами коммутации содержит до 12 карт , 6 спереди и 6 сзади
• Каждое шасси содержит 6 плоскостей
• Чем больше шасси с картами коммутации в составе многостоечной конфигурации, тем более
распределенное подключение карт с линейными картами
P
0
P
1
P
2
P
0
P
1
P
2
P
3
P
4
P
5
P
3
P
4
P
5
Сзади Спереди
шасси с картами
P
0
P
1
P
2
P
3
P
4
P
5
Линейное
шасси 0
P
0
P
1
P
2
P
0
P
1
P
2
…
8 CXP
P
0
P
1
P
2
P
0
P
1
P
2
P
3
P
4
P
5
P
3
P
4
P
5
P
0
P
1
P
2
P
3
P
4
P
5
P
0
P
1
P
2
P
0
P
1
P
2
…
4 CXP
P
0
P
1
P
2
P
0
P
1
P
2
P
3
P
4
P
5
P
3
P
4
P
5
P
0
P
1
P
2
P
0
P
1
P
2
P
3
P
4
P
5
P
3
P
4
P
5
P
0
P
1
P
2
P
3
P
4
P
5
P
0
P
1
P
2
P
0
P
1
P
2
P
0
P
1
………
P
2
P
0
P
1
P
2
P
3
P
4
P
5
P
3
P
4
P
5
P
0
P
1
P
2
P
0
P
1
P
2
P
3
P
4
P
5
P
3
P
4
P
5
P
0
P
1
P
2
P
0
P
1
P
2
P
3
P
4
P
5
P
3
P
4
P
5
2 CXP
Линейное
Шасси 3
Линейное
шасси 0
Линейное
Шасси 7
Линейное
шасси 0
4+1 8+2 16+4
Линейное
Шасси 15

Multi-chassis и Back-to-back соединения
Экономичные CXP соединения
• Оптические соединения используются между шасси
• Стандартная оптика CXP обеспечивает экономичное решение
24 микроволоконный кабель
До 100м
Контроль уровней
• Многомодовое волокно
OTN3
OTN4 рекомендуется для будущих скоростей
MPO/MTP КОННЕКТОР
ДЕТАЛИ КАБЕЛЯ
Параллельная
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Tx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
Rx
оптика Оптический
приемник
MTP коннектор
Оптический
передатчик
MTP коннектор
Rx Rx
Tx Tx

NCS 6000 шасси с картами коммутации
42”
106.7 cm
23.6”
59.9 cm
84”
213.4cm
• PID для выбора в CCW
NCS-F-CHASSIS
• Соединяет до 4 NCS 6000 линейных шасси
До 100 метров
• 12xNCS-F-FC (слотов для карт коммутации)
6 спереди, 6 сзади
Каждая карта NCS-F-FC содержи 32xCXP порта
Возможность наращивания
До 384 MPO24 соединений на шасси
• 2xShelf Controller(SC)
Допускается установка NCS-F-SC или NCS-F-SCSW
NCS-F-SC: только контроль
NCS-F-SCSW : контроль и коммутатор
• Отдельная полноценная стойка
• Доступ к шасси спереди и сзади
• Обдув шасси спереди назад

NCS 6000 компоненты шасси с картами коммутации
Вентиляторный блок
НАПРАВЛЕНИЕ
ОБДУВА ШАССИ
Питание
S
h
e
l
f
C
o
n
t
r
o
l
Крафт-
терминал
Органайзер
Карты
Карты
Забор воздуха
ВИД СПЕРЕДИ
4 ПОЛКИ
ДЛЯ БП
TOUCH
SCREEN
КОНТРОЛЛЕР
FC1
FC3
FC2
FC4 FC5
FC0
6 КАРТ
ФАБРИКИ
6 КАРТ
ФАБРИКИ
Питание
Выдув горячего воздуха
Карты
FC7
Карты
ВИД СЗАДИ
FC9
FC8
FC10 FC11
FC6

Карта-контроллер для шасси
• Карта-контроллер
Поддержка до 2 NCS-F-SC в каждом шасси
• Интерфейсы:
Консольный порт (2)
Management Ethernet (1/10GE) порты
2 порта Control Ethernet Expansion Ethernet (10GE)
USB 2.0
Alarm port
NCS-F-SC
• Карта-контроллер + Ethernet Switch
Поддержка до 2 NCS-F-SCSW в каждом шасси
• До 2 карт с Ethernet Switch на всю
многостоечную систему
• Интерфейсы:
Консольный порт (2)
Management Ethernet(1/10GE) порты
2 порта Control Ethernet Expansion Ethernet (10GE)
56x10GE портов (SFP+: SFP-10G-SR , SFP-10G-LR)
2x 40GE порта (QSFP+:QSFP-40G-SR4,QSFP-40G-LR4)
USB 2.0
Alarm port
NCS-F-SCSW

Без потерь
NCS6008 Шасси
0 1 2 3 4 5
B2
B
2+
1
2+
2
ДО 4+1 БЕЗ
ПЕРЕКАБЛИРОВАНИЯ
ДО 8+2 БЕЗ
ПЕРЕКАБЛИРОВАНИЯ
NCS 6000 многостоечная конфигурация
Одно шасси è B2B или 2+1 (2+2)

Особенности операционной системы

Преимущества виртуализации
In-Service Software
Upgrade (ISSU) Надежность Вынесенный
Control Plane
• Zero topology loss и
Zero packet loss
• Повышенная
стабильность за счет
разделения Admin и
XR (VM)
Hypervisor
Интеграция
сервисов
• Множество защищенных
и изолированных
контейнеров
• Сосуществование
разных XR версий
• Возможность
вынесения XR на
отдельную машину
Преимущества виртуализированного Cisco® IOS-XR
41

NCS 6008 Общая концепция ПО
Развитие ПО Cisco IOS XR
Linux (Host OS)
Linux (Host OS)
Sysadmin
Модуль
QNX
IOS XR Sysadmin
QNX
SysAdmin VM
XR VM
XR VM_2 (планы)
IOS XR
+
IOS XR
+
SysAdmin VM
XR VM
Классический
управления
Линейная
карта
• Независимый Admin/XR
• Изоляция ошибок
• Масштабируемость XR
• Admin VM:
• Управление и мониторинг
• XR VM:
• Основной функционал маршрутизатора
• Единый IOS-XR интерфейс
Виртуальный
IOS XR
42

NCS 6000 отказоустойчивость
Аппаратное и программное резервирование
Модули управления зарезервированы по дизайну
XR-VM и SysAdmin-VM присутствуют на обоих RP
§ XR-VM работает в режиме “active” и “standby”, как и в классическом XR
§ Admin-VM “active” на обоих RPs, отказоустойчивость на уровне сервиса
43
Sysadmin VM
(Active)
XR VM
(Standby)
Linux (Host OS)
Sysadmin VM
(Active)
XR VM
(Active)
Linux (Host OS)
Syed Hassan
(BHN Session)
RP0 RP1

Аппаратные ресурсы изначально разработаны на поддержку двух версий XR
одновременно
§ Память на RP
§ Память на LC
§ Элементы ASIC
TCAM TM
Packet
Buffers
nPower X1
«Двойная» память
на NPU
Optics
Optics
Optics FIA
44
Fabric
Interface
ASIC
Optics
Optics
FIA
FIA
nPower X1
nPower X1
nPower X1
Fabric
Control
Ethernet
DRAM CPU Ethernet
Switch
PPEs
RP CPU и
память для VM
LC CPU и память для VM
NCS 6000 отказоустойчивость
Резервирование на уровне ASIC

ISSU на базе виртуализированного IOS-XR
Процесс ISSU : Старт è Load/Run è Switch/Commit
45
RP0 RP1
Standby
IOS-XR v1
Линейная карта (LC)
LC CPU
IOS-XR v1
Slice
V1
V1
Active
IOS-XR v1
RP0 RP1
Active
IOS-XR v1
LC CPU
Slice
Active
IOS-XR v2
IOS-XR v2
RP0 RP1
Active
IOS-XR v1
Standby
IOS-XR v1
LC CPU
IOS-XR v1
Slice
V1
V1
V2
V2
Active
IOS-XR v2
IOS-XR v2
Standby
IOS-XR v2
V2
V2

Прохождение трафика через шасси

Обзор пути прохождения трафика
PPEs PPEs
Вх.оптика
Вх. NPU
Вх. Fabric Interface ASIC
Фабрика коммутации
Исх. Fabric Interface ASIC
Исх. NPU
Исх. оптика
F
1
Optics MAC/ NPU FIA
OTN
F
2
F
3
FIA NPU MAC/ Optics
OTN
ВХ. «СЛОЙ» ФАБРИКА ИСХ. «СЛОЙ»

Обработка Ethernet
§ Преамбула и IFPG отбрасываются
§ FCS контроль
Обработка на NPU
§ QoS и Security классификация
§ ACL фильтрация
§ QoS: Policing, Shaping
§ Forwarding – FIB lookups, определение VOQ, uRPF
§ Flexible Netflow
§ L2 MAC/VPLS learning и aging
NPU создает внутренний заголовок
NPU отправляет пакет на FIA
Входящий NPU
F
1
Optics MAC/ NPU FIA
OTN
F
2
F
3
FIA NPU MAC/ Optics
PPEs PPEs OTN

Receive Packet Processor на FIA
§ Определяет очереди для UC и MC трафика
§ Обновление заголовков
§ Высчитывает и присоединяет CRC
§ Отправляет пакет во внешний буфер
FIA передает пакеты в очереди VOQ с помощью WRED
VOQ обрабатываются на основе кредитов
§ Кредиты доставляются от исходящего FIA
FIA распределяет по приоритетам согласно HP/LP
§ Внутри каждого класса , FIA балансирует по WFQ
Перед отправкой из буфера FIA
§ Пересчитывает CRC
§ Сегментирует пакеты в ячейки по 64-256B
Передает ячейки на фабрику
§ Балансировка между всеми линками на фабрику
Входящий FIA
F
1
Optics MAC/ NPU FIA
OTN
F
2
F
3
FIA NPU MAC/ Optics
PPEs PPEs OTN

Для одиночного шасси используется 1 шаг
Многостоечная и B2B используют 3 шага
§ F1->F2->F3
§ F1 и F3 расположены в LCC-шасси
F1 передает ячейки на F2
§ Обычная балансировка на все F2
F2 передает ячейки согласно их заголовкам
§ До определенного назначения F3 для уникаста
§ Осуществляет репликацию мультикаста в нужные
F3/F1
F3 передает ячейки согласно их заголовку
§ До получателя FIA для уникаст
§ Осуществляет репликацию мультикаст трафика
Фабрика коммутации
F
1
Optics MAC/ NPU FIA
OTN
F
2
F
3
FIA NPU MAC/ Optics
PPEs PPEs OTN

NCS 6008 – детали по шасси с картами коммутации
1 of 6
2 of 6
6 of 6
Line Card
nx200G
64->256 байт ячейки Шасси
nx200 Gbps
F1 F2 F3
SFE SFE SFE
F1 F2 F3
SFE SFE SFE
3 шага фабрики
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
FIA
Линейная карты FIA Линейная карта
60G на каждую плоскость
10G на канал (11.5G с
заголовком)
3 канала до SFE
2 SFE на плоскость
360G используют 6 плоскостей
FIA
SFE
SFE
FIA
SFE
SFE
51

Исх. FIA получает ячейки
§ CRC операция на каждой ячейке
§ Сбор ячеек в пакеты
§ CRC просчет для пакетов
Использует заголовок и порт для выбора очереди
§ UC-HP, UC-LP, MC-HP, MC-LP
Исх. FIA передает пакеты дальше
§ Приоритетность между HP и LP
§ WFQ для каждого класса - UC, MC и Control
Распределение кредитов на исх. FIA
§ Получает запросы на каждый VOQ от всех FIA
§ Выделение кредитов для вх.FIA для VoQ на основе
приоритетов
Исходящий FIA
F
1
Optics MAC/ NPU FIA
OTN
F
2
F
3
FIA NPU MAC/ Optics
PPEs PPEs OTN

Обработка на NPU
§ Классификация
§ ACL
§ Policing
§ NetFlow
§ Репликация мультикаст
§ WRED & очереди
§ 4K очередей для nPower X1
§ 128K очередей для nPower X1e
Scheduling на порт
§ 5+ уровней иерархического scheduling для X1e
§ 3+ уровней иерархического scheduling для X1
§ 3-parameter scheduler plus priority
— Поддержка до 3 уровней приоритетов (P1, P2 и P3)
§ Высокая гранулярность
— Макс: 240Gbps, Мин. : 8kbps
• Передача пакета на трансивер
Исходящий NPU
F
1
Optics MAC/ NPU FIA
OTN
F
2
F
3
FIA NPU MAC/ Optics
PPEs PPEs OTN

Путь прохождения пакета в командах
show interface <type> <interface#>
show controllers <type> <interface#> stats
show controllers plim asic statistics interface <type> <interface#>
show controllers plim asic statistics summary location <r/s/m>
CLI для мониторинга и поиска
неисправностей
show controllers pse statistics summary instance <#> location <r/s/m>
show controller fia statistics instance <#> location <r/s/m>
(admin) show controller fabric plane all statistics detail
show controller fia statistics instance <#> location <r/s/m>
show controllers pse statistics summary instance <#> location <r/s/m>
show interface <type> <interface#>
show controllers <type> <interface#> stats
show controllers plim asic statistics interface <type> <interface#>
show controllers plim asic statistics summary location <r/s/m>
54

Ждем ваших сообщений с хештегом
#CiscoConnectRu
Спасибо за внимание!
Пожалуйста, используйте код для
оценки доклада
3098
Ваше мнение очень важно для нас
CiscoRu Cisco CiscoRussia

Архитектура и уникальные особенности магистральной платформы Cisco NCS 6000

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

Andere mochten auch

Andere mochten auch (13)

Ähnlich wie Архитектура и уникальные особенности магистральной платформы Cisco NCS 6000

Ähnlich wie Архитектура и уникальные особенности магистральной платформы Cisco NCS 6000 (20)

Mehr von Cisco Russia

Mehr von Cisco Russia (20)

Архитектура и уникальные особенности магистральной платформы Cisco NCS 6000