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Cisco 7200系列路由器体系结构(1)

2019-11-05 00:59:44
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供稿:网友

硬件体系结构

机箱概述

7200系列路由器机箱包括2插槽 Cisco 7202 、4插槽Cisco 7204及Cisco 7204vxr和6插槽 Cisco 7206及Cisco 7206vxr:

  • 7202:支持仅网络处 理引擎NPE-100、NPE-150和NPE-200的两插槽机箱

  • 7204:一个4插槽机箱 带有传统中平面

  • 7206:一个6插槽机箱 带有传统中平面

  • 7204VXR:一个4插槽 机箱与VXR盆腔中段平面

  • 7206VXR:一个6插槽 机箱与VXR盆腔中段平面

7200系列硬 件体系结构从型号变化到型号并且取决于机箱和NPE的组合,但可以 一般被分离到二个主要设计:路由器与原始盆腔中段平面和早NPE (NPE-100、NPE-150,NPE-200)和路由器与VXR盆腔中段平面 和最新NPE (NPE-175、NPE-225、NPE-300、NPE-400、NPE-G1等等) 。  在本文,我们着重于这两个主要设计。

VXR机箱提供1 Gbps盆腔中段平面当 使用与NPE-300、NPE-400或者NPE-G1时。另外,VXR 盆腔中段平面包括多服务互换(MIX),通过MIX 支持DS0时间位置交换横跨 盆腔中段平面互联对每端口适配器槽。  盆腔中段平面 和MIX 也支持在信道化接口之间支持语音和其他constant-bit-rate 应用程序的计时的分配。  VXR盆腔中段平面提供二全 双工8.192 Mbps Time Division Multiplexing (TDM)流在每端口 适配器槽和MIX之间,是有能力在交换DS0s上在所有12 8.192 Mbps 流。每流可以支持128条DS0信道。

Cisco 7200 VXR路由器也支持网络服务引擎NSE-1, 包括二个模块化板:处理器引擎板和网络控制器电路板。处理器板根据NPE-300 体系结构。网络控制器电路板 招待Parallel EXPRess Forwarding (PXF)处理器,与路由处理器 一起使用提供加速的信息包交换,并且加速的IP 第三层功能处理 。

网络处理引 擎- 网络服务引擎

NPE包含主 存储器,CPU,外围部件互连(PCI)内存(静态随机访问存储器 - SRAM),除了的使用动态RAM(DRAM)的NPE-100)和控制电路为 PCI BUS。网络处理引擎包括以下组件

  • 精简指令集计算技术(RISC)微处理器
网络处理引擎微处理 器内部时钟速度NPE-100和NPE-150R4700150兆赫NPE-175RM5270200兆赫NPE-200R5000200兆赫NPE-225RM5271262兆赫NPE-300RM7000262兆赫NPE-400RM7000350兆赫NPE-G1BCM1250700兆赫NSE-1RM7000262兆赫
  • 系统控制器

    • NPE-100、NPE-150和NPE-200有在网 络处理引擎使用直接存储器访问(DMA)的一个系统控制器对转移数据 在DRAM和信息包SRAM之间。

    • NPE-175 和NPE-225有提供对二盆腔中段平面和单个的一个系统控制器输入/ 输出(I/O) 控制器PCI BUS的处理器访问。系统控制器在二 盆腔中段平面PCI BUS之一也答应端口适配器对访问SDRAM。

    • NPE-300有提供对二盆腔中段平面和 单个输入/输出控制器PCI总线的处理器访问的二个系统控制器。 系统控制器在二盆腔中段平面PCI BUS之一也答应端口适配器 对访问SDRAM。

    • NPE-400有提供系统 访问的一个系统控制器。

    • NSE-1有提 供对盆腔中段平面和单个输入/输出控制器PCI总线的处理器访问的 一个系统控制器。系统控制器在二盆腔中段平面PCI BUS之一 也答应端口适配器对访问SDRAM。

    • NPE-G1 BCM1250维护并且也执行系统治理功能为 Cisco 7200 VXR路由器,并且举行系统内存和环境监控功能。

  • 可升级的内存模块

    • NPE-100、NPE-150和NPE-200使用DRAM为存储路由表、网络记帐应用、信息包为预备流程转换和数据包缓冲为SRAM溢出( 除了在NPE-100,不包含信息包SRAM)。标准配置是32 MB,带有至128 MB可用的通过单列直插存储器模块(SIMM)升级。

    • NPE-175和NPE-225为提供代码、数据 和信息包存贮使用SDRAM。

    • NPE-300为 存储从网络接口收到或发送所有信息包使用SDRAM。SDRAM也 存储路由表和网络记帐应用。二个独立SDRAM内存阵列在系统 由端口适配器和处理器答应并发访问。 NPE-300有一个固定 配置警告与第一个32MB DIMM。参见表3-2在 NPE-300和NPE-400概述 欲知更多信息。

    • NPE-400为存储从网 络接口收到或发送所有信息包使用SDRAM。SDRAM内存阵列在 系统由端口适配器和处理器答应并发访问。


    • NSE-1为提供代码、数据和信息包存贮使用SDRAM。

    • NPE-G1为存储从网络接口收到或发送 所有信息包使用SDRAM。SDRAM也存储路由表和网络记帐应用 。二个独立SDRAM内存阵列在系统由端口适配器和处理器答应 并发访问。

  • 信息包SRAM为存储信息 包为预备快速交换

    • NPE-150有 SRAM 1 MB并且NPE-200有SRAM 4 MB。 其他网络处理引擎或 网络服务引擎没有SRAM 。

  • 缓存存储 器

    • NPE-100、NPE-150和NPE-200有统 一高速缓存功能作为次级高速缓存为微处理器(主要高速缓存在微处 理器之内)。

    • NPE-175和NPE-225有高 速缓冲存储器的二个级别:主要是内部的对处理器和附属, 2-MB提供数据和指令的另外的高速存贮的外部高速缓存。

    • NPE-300有高速缓冲存储器的三个级 别: 是内部的到微处理器的一个主要和一个次级高速缓存和 第三,2-MB提供数据和指令的另外的高速存贮的外部高速缓存。

    • NPE-400有高速缓冲存储器的三个级 别: 提供数据和指令的另外的高速存贮的主要和是内部的到 微处理器的一个次级高速缓存和第三4-MB外部高速缓存。

    • NSE-1有高速缓冲存储器的三个级别 : 是内部的到微处理器的主要和附属统一高速缓存和第三, 2-MB外部高速缓存。

    • NPE-G1有高速 缓冲存储器的二个级别: 是内部的到微处理器的一个主要和 一个次级高速缓存。附属统一高速缓存为数据和指令使用。

  • 二个环境传感器为监控冷却空气离开 机箱。

  • 引导ROM为存储充足的编码为 引导® Cisco IOS软件; NPE-175、 NPE-200、NPE-225、NPE-300、NPE-400、NPE-G1和NSE-1有引导程序 ROM。

关于网络服务引擎(NSE-1), 它提供金属丝费率OC3吞吐量当运行并发高接触广域网边缘服务时。基础设计利用NPE-300一个过程密集微码引擎提高的技术称为 Parallel Express Forwarding (PXF)引擎。此唯一双重处 理体系结构提供一个极大的性能提高为过程饥饿, Intelligent Network Service。通过卸载复杂第四层通过第 七层高层服务到PXF处理器,路由/交换处理器能持续线速率性能。

关于其它信息,请参阅:

  • Cisco 7200系列处理器系列NSE-1 ,NPE-300,NPE-225,NPE-200,NPE-175

  • NPE和NSE安装和配置

输入输出板

输入输出控制器与网络处理引擎共享系统内存功能和 环境监控功能为Cisco 7200路由器。它包含以下组件:

  • 一两个自感Ethernet/Fast以太网端 口或1 千兆以太网和1个以太网端口,根据输入输出控制器类型。

  • 双工通道为本地控制台和辅助端口 。

  • 闪存为存储引导帮助镜象并且其 他数据(例如崩溃信息文件)。

  • 二PC 卡插槽为闪存盘或闪存卡,包含默认Cisco IOS软件镜象。

  • 引导程序ROM为存储充足的编码为引 导Cisco IOS软件(C7200-I/O-2FE/E没有一个引导程序ROM 组件)。

  • 二个环境传感器为监控冷却空气输 入并且留下Cisco 7200机箱。

  • 非易 失性随机访问存储器(NVRAM)为存储系统配置和环境监控日志。

输入输出控制器说明

  产品号说明C7200-I/O-GE+E1千兆以太 网和1个以太网端口; 装备以一个GBIC容器为1000个兆比特每 秒(Mbps)操作和一个RJ-45容器为10-Mbps操作C7200-I/O-2FE/E2个自感 Ethernet/Fast以太网端口; 装备以2 个RJ-45容器为 10/100-Mbps操作。C7200-I/O-FE11个快速以太网端口; 装备以一个MII容器和一 个RJ-45容器为使用在100 Mbps全双工或半双工操作。仅1个 容器可以每次配置为使用。 C7200-I/O没有快速以太网端口。C7200-I/O-FE-MII21个快速以太网端口; 装备以单个MII 容器 。 

因为 MII 和RJ-45容器是包括的,1 产品号C7200-I/O-FE不指 定MII。

2 输入输出控制器带有产品号C7200-I/O-FE-MII有仅单个MII快速以太 网容器。虽然由Cisco系统仍然支持,此输入输出控制器与单 个MII容器为命令不是可用的从1998年5月。

您能也鉴别您的输入输出控制器型号从终端通过使用 show diag slot 0命令。

NPE-G1是第一个网络处理引擎为了 能提供网络处理引擎和输入输出控制器的功能的Cisco 7200 VXR路由器。当其设计提供输入输出控制器功能时,能也运作与在 Cisco 7200支持的所有输入输出控制器VXR。安装输入输出控制器在一个机箱上与NPE-G1在输入输出控制器激活控制台和辅助端 口和自动地使控制台和辅助端口无效内置NPE-G1。然而,当安装,您在NPE-G1和输入输出控制器能仍然使用闪存盘插槽和以太 网端口两个卡。


其它信息链路:

  • 输入/输出控制器替换指令

  • 输入/输出控制器为传统中平面
  • 输入/输出控制器为VXR盆腔中段 平面

端口 适配器(PA)

这些是在物理媒介包含 电路转换和接收信息包的模块化接口控制器。这些是在通用 接口处理器使用的相同端口适配器用Cisco 7500系列路由器。 两平台支持多数端口适配器,但那里是一些例外。要求Time Division Multiplexing (TDM)交换机的一些PA VXR盆腔中段平面仅支持。

在Cisco 7200路由 器安装的端口适配器支持在线热插拔(OIR)。他们是可热交换的。

Cisco 7200系列路由器有一个数据传输容量,指带宽,在机箱影响端口适配器分配,以及的端口适配器的数量和类型您能安装。应该由带宽均匀地分配端口 适配器在PCI BUS mb1 (PA插槽0,1,3和5)和PCI BUS mb2 (PA插 槽2 ,4,6之间)。

Cisco 7200或 Cisco 7200 VXR路由器带有网络处理引擎(NPE) NPE-100,NPE-150 ,NPE-175,NPE-200或者NPE-225,使用高媒体或者低带宽指定 确定端口适配器分配和配置。

Cisco 7200 VXR路由器以确定端口适配器分配和配置 的NPE-300、NPE-400或者NSE-1使用带宽点而不是高-,媒体-或者低带宽指定。 带宽点是被赋予的值与带宽有关; 然而, 调整值根据关于硬件高效地怎样使用PCI BUS 。

注重: 您能使用Cisco 7200 系列路由器带有超出指南的端口适配器配置; 然而,防止 反常现象发生  当时路由器在使用中,我们强烈建议 限制在路由器安装的端口适配器类型根据在链路列出的指南下面。  另外,您的端口适配器配置必须在这些指南之内在 Cisco技术支持中心排除在您的Cisco 7200系列路由器发生的反常现 象故障之前。

其它信息可以这里查找:
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更多的请看:http://www.QQread.com/windows/2003/index.Html

  • 什么导致 %PLATFORM-3-PACONFIG和%C7200-3-PACONFIG 错误信息?
  • Cisco 7200系列端口适配器硬件 配置指南
  • 注重: 新的Cisco 7200 VXR 路由器的版本为前向兼 容性要求某些端口适配器更新。此需求归结于新和更高速度外围部件互连(PCI)盆腔中段平面在Cisco 7200 VXR 路由器。 用于Cisco 7200 VXR路由器的仅端口适配器要求此更新。因为所有端口适配器不是可升级的,一些端口适配器在 Cisco 7200 VXR 路由器不支持。关于具体资料,请参阅 域通知:端口适配器兼容性为 Cisco 7200 VXR路由器

    结构图

    Cisco 7200系列路由器体系结构(1)740)this.width=740" border=undefined>

    存储器具体资料

    7200 系列路由器使用NPE的DRAM、SDRAM和SRAM内存以根据型号的多种组 合。可利用的内存分开成三个内存池:处理器池、I/O 池和PCI池(I/O-2在NPE-300)。

    下面 是一些 show memory命令输出 示例使用Cisco 7206 (NPE150)处理器(Revision B)与43008K/6144K 字节内存。

    legacy_7206 #show memory

                   顶头   Total(b)    Used(b)    Free(b)  Lowest(b) Largest(b)

    处理器  61A08FE0   16740384   10070412    6669972    6502744    6596068

          I/O   2A00000    6291456    1482392    4809064    4517540    4809020

          PCI  4B000000    1048576     648440     400136     400136     400092

    Cisco 7206VXR (NPE300)处理器(Revision B)与 122880K/40960K字节内存

    7206VXR #show memory

                    顶头    Total(b)     Used(b)     Free(b)   Lowest(b)  Largest(b)

    处 理器   6192B280    99437952    27769836    71668116    70358432    70358428

          I/O   20000000    33554440     4626776    28927664    28927664    28927612

        I/O-2    7800000     8388616     2140184     6248432     6248432     6248380

    • 处理器 内存:此池为存储Cisco IOS软件编码 、路由表和系统缓冲使用。它在NPE-100、NPE-150和NPE-200 从DRAM分配; SDRAM区域在NPE-175和NPE-225; 并且 SDRAM库1 在NPE-300。


    • 输入输出存 储器:此池为微粒池使用。接口专用池和公共微粒池从此内存分配。此内存的大小取决于NPE 的种类。NPE-150和NPE-200两个有为的一个固定量SRAM输入- 输出(I/O)存储器的表使用:1 MB为NPE-150和4 MBs为 NPE-200。 NPE-300使用是固定的在32 MB的其SDRAM库0。

    • PCI内存: 此小的池为接口接收传输环主要使用。有时用于它分 配专用接口微粒池为高速接口。在NPE-175 、NPE-225和 NPE-300系统,此池在SDRAM被创建。 在NPE-150和NPE-200, 它在SRAM整个地被创建。

    关于关于 位置和内存表规格的具体信息,请参阅 存储 器位置和规格。从此链路,您能也查 找NPE/NSE和限制分类的一些内存相关指南。

    另一条有用的链路是: NPE 或NSE和输入输出控制器的内存替换指令

    启动顺序

    在启动流程期间,遵守系统LED。 LED在大 多端口适配器在一个不规则的顺序断断续续进来。一些可能 继续,去和再继续 短时间。在输入 输出控制器,I/O功率OK LED立即进展。

    遵守初始化进程。当系统启动完成(时几秒 钟),网络处理引擎或网络服务引擎开始初始化 端口适配器和输入输出控制器。在 此初始化期间,LED在每个端口适配器不同运行(多数闪存断断续续) 。

    启用LED在每个端口适配器继 续当初始化完成时,并且控制台屏幕显示脚本和系统标识类似于以 下:

    Cisco Internetwork Operating System Software

    IOS (tm) 7200 Software (C7200-IK8S-M), Version 12.2(10b), RELEASE SOFTWARE (fc1)

    Copyright (c) 1986-2002 by cisco Systems, Inc.

    Compiled Fri 12-Jul-02 07:47 by xxxxx

    Image text-base: 0x60008940, data-base: 0x613D4000

    当您启动第一次路由器,系 统自动地输入setup命令设备,确定安装哪些端口适配器并且提示您 对于每一个配置信息。在控制台终 端,在之后系统显示系统标识和硬件配置,您看以下 系统配置对话框提示:

    --- System Configuration Dialog ---

    Would you like to enter the initial configuration dialog? [yes/no]: 

    假如系统在启动程序不完成其中每一个步骤,请参 阅 排除安装故障 关 于故障检修提示和 规程。

    信息包交 换

    Cisco 7200系列支持流程转换、 快速交换和Cisco快速转发(CEF),但不支持分布式开关的任何表。 主CPU在NPE执行所有交换任务。

    此如下解释根据书 在 Cisco IOS软件体系结构里面,Cisco 新闻。1

    1 - 包接收阶段

    以下步骤说明什么发生当信息包收到时:

    第1步: 信息 包从媒体被复制到与接口的接收环连接一系列的微粒。 微粒 在输入输出存储器或PCI内存能驻留根据平台和接口的媒介速度。

    第2步: 接口 提高收到中断信号到CPU。

    第3步: Cisco IOS软件承认中断并且开始尝试分配微 粒替换在接口的接收环填装的那个。假如什么都不在专用地 址池,Cisco IOS软件首先检查接口专用池,然后检查公共正常池。 假如没有足够的微粒存在重新补充接收环,信息包投下(在接收环冲洗信息包小块),并且"没有缓冲区" 计数器被增加。

    Cisco IOS软件在这种情况下也抑制 接口。当接口在7200时被抑制,所有收到的信息包被丢弃直 到接口无节流圈。Cisco IOS 软件unthrottles接口在被耗 尽的微粒池以后被重新补充与空闲点。

    第4步: Cisco IOS软件在接收 环一起连接信息包小块,与微粒缓冲头然后连接他们。它通 过连接他们然后重新补充接收环与最近分配的微粒与环在信息包小 块位置。

    2 - 信息包交换的阶段

    即然信息包在微粒,Cisco IOS软件转换信息包。 下面的步骤描述此进程:

    第 5步: 交换码首先检查路由高速缓存(快速地或 CEF)发现是否能快速地转换信息包。假如信息包可以是交换 式在中断期间,跳过到第6步; 否则,它继续预备信息包流程 转换。

    5.1: 信息包联合到一个相邻的缓冲区(系统缓冲)。假如空闲系统 缓冲区不存在接受信息包,投下并且"没有缓冲区"计数器在 show interface命令的输出被增加,如指示 :

    Router#show interface

    Ethernet2/1 is up, line protocol is up

    ....

    Output queue 0/40, 0 drops; input queue 0/75, 0 drops

    5 minute input rate 5000 bits/sec, 11 packets/sec

    5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec

    1903171 packets input, 114715570 bytes, 1 no buffer

    Received 1901319 broadcasts,  0 runts, 0 giants, 1 throttles

    ....



    假如Cisco IOS软件不能分配系统缓冲联合微粒缓冲 ,在之前的show interface命令输出示例也抑制接口并且增加"节流 "计数器,如指示。当 接口被抑制时,所有输入数据流被忽略。直到Cisco IOS 软 件有空闲系统缓冲区可用为接口,接口依然是节流。

    5.2: 当信息 包联合时,为流程转换排队并且处理信息包的此类型安排的进程运 行。收到中断信号然后驳回。

    5.3: 假设这是IP信息包。 当IP输入进程运行时,参见路由表并且发现出局接口。 它参见表与出局接口相关并且找出在信息包需要被放置的MAC 报头。


    5.4: 在信息包成功地之后被转换了,被复制到输出队列为出局接口。

    5.5: 从这里 ,Cisco IOS软件进行对传输阶段。

    第6步: Cisco IOS软件交换码(快速地或CEF) 在信息包重写MAC报头为其目的地。假如新的MAC报头大于原 始报头,Cisco IOS 软件从F/S池分配一个新的微粒并且插入它在微 粒一系列的开始拿着更大的头。

    3 - 信息包传输阶段 :快速交换和CEF

    现在您有一 个成功地交换信息包,由于其重写的MAC头。信息包传输阶段 不同地运行依靠Cisco IOS软件是否快速交换信息包(快速地或CEF) ,或者过程交换信息包。 以下部分在快速和流程转换环境里 包括信息包传输阶段为Cisco 7200系列路由器。

    以下步骤在一个快速交换环境描述信息包传输阶段:

    第7步: Cisco IOS软件首先检查接口输出队列。 假如输出队列不空或接口的传输环路是充分的,Cisco IOS软件在输出队列排队信息包并且驳回收到中断信号。 信息包最 终获得传输了二者之一当另一个流程交换信息包到达时,或者当接口传输中断。假如输出队列空并且传输环路有空间, Cisco IOS软件继续到第8步。

    第8步 : Cisco IOS软件与接口的传输环路连接其中 每一个信息包小块并且驳回收到中断信号。

    第9步: 接口媒介控制器轮询其 传输环路并且发现将传输的一个新的信息包。

    第10步: 接口媒介控制器从其 传输环路复制信息包到媒体并且增加传输中断到CPU。

    第11步: Cisco IOS软件承认传输中断并且从传输环路 释放所有传送的信息包的微粒,返回他们到他们产生的微粒池。

    第12步: 假如 任何信息包在接口输出队列等待(据推测因为传输环路到现在是充分 的),Cisco IOS软件从队列去除信息包并且与传输环路连接他们的 微粒或相邻的缓冲区为了媒介控制器能发现。

    第13步: Cisco IOS软件驳回传 输中断。

    4 - 信息包传输阶段:流程转换

    以下步骤在流程转换环境描述信息 包传输阶段:

    第14步: Cisco IOS软件在输出队列检查下一个信息包 的大小并且与空间比较它左在接口的传输环路。假如足够的 空间在传输环路存在,Cisco IOS软件从输出队列去除信息包并且与 传输环路连接其相邻的缓冲区(或微粒)。

    注重: 假如多个信息包在输出 队列存在,Cisco IOS软件尝试排泄队列,把所有信息包放在接口的 传输环路上。

    第15步: 接口的媒介控制器轮询其传输环路并且发现将 传输的一个新的信息包。

    第16步: 接口媒介控制器从其传输环路复制信息包到媒 体,并且增加传输中断到CPU。

    第17 步: Cisco IOS软件承认传输中断并且从传输 环路释放传送的信息包的相邻的缓冲区(或微粒),返回他们到他们 产生的池。

    1 "CCIE专业发展: 内部的Cisco IOS 软件体系结构"由Vijay Bollapragada, Curtis墨菲,Russ 白色(ISBN 1-57870-181-3)。




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