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多业务高性能-的实现机理剖析

  VCPU技术实现管理控制和数据转发的完全独立

  由于业务复杂性和接口多样性要求,中低端路由器一直采用CPU作为转发引擎和业务处理引擎,随着业务发展和网络带宽的增加,对路由器的性能要求日益增高。另一方面,正对网络设备本身的攻击日渐频繁,对于网络设备抗攻击提出挑战,路由器作为连接局域网和广域网的枢纽,首先需要保证设备自身安全,在实现数据转发高效的同时,确保控制管理的及时安全有效。

  在此介绍锐捷网络的VCPU技术。

  VCPU(Virtual CPU,虚拟CPU)是采用一种虚拟方法,将CPU核虚拟成两个核:“虚数据核”和“虚系统核”,两核通过时间片调度机制独立运行。虚数据核实现数据快速转发处理,虚系统核实现操作系统以及协议栈等控制管理平面处理;

  在单核CPU系统,VCPU实现数据和管理控制分离。虚数据核:运行快转数据平面类线程,处理快转平面的业务模块,处理快转平面数据报文,与多核中其它数据核平等;虚系统核:运行操作系统的相关处理,包括控制平面和管理面的处理,进程的数据处理等。在单核系统中,两个虚核一个运行快转数据平面,一个运行控制管理平面;

  在双核和多核系统中,把所有的CPU核看做一个统一的CPU资源,使用独立于操作系统的独有调度方式,按照一定的阀值分为“虚数据核”和“虚系统核”,实现数据和控制管理高效调度配合,充分利用了多核的性能,提高设备的数据处理能力。

  在RSR系列路由器中,RSR50就是采用双核VCPU技术,由于采用的智能的CPU资源调度技术,让双核能力都得到充分发挥,转发性能可以达到4.5MPPS,远高于选用相同CPU的其它厂商同档次设备,而在RSR10、RSR20等低端单核路由器中,则是采用单核VCPU技术,最低端的RSR10也可以达到260kpps,基本上达到100M的双向线速转发性能,低端接入路由器也达到了和交换机一样的100M线速转发。

  采用VCPU技术,实现了数据平面和管理控制平面彻底分离,不会相互影响,确保在大量数据转发和受到网络攻击时,控制管理平面能够即时有效的处理。充分挖掘CPU处理能力,解决网络管理的根本问题:确保路由器在任何时候都是可以被管理到。

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