迈普领跑ATCA架构

　　伴随INTERNET快速发展，各行业基础业务实现对网络产生了高度依赖性。由于高可靠网络不但能防止企业遭受财务损失，还能降低网络故障维修成本，提高客户满意度和忠诚度，因此业界用户都要求关键节点享受不间断网络服务，系统年故障时间的行业标准是" 五个9" ，即正常工作时间达到99.999％，相当于每个系统每年故障时间为5分钟。

　　为真正实现网络设备高可靠性，迈普凭借多年网络设备研发经验，依据"高可靠、高性能、高扩展性"三高标准来开发核心汇聚路由器，紧跟国际前沿技术方向，在网络设备领域全国首创地引进ATCA架构（Advanced Telecom Computing Architecture ，即高级电信计算架构），推出了高可靠核心汇聚路由器MP7500。

　　ATCA架构是国际标准化组织PICMG于2002年颁布的电信设备硬件开放设计标准PICMG3.X，PICMG组织工业计算机、电信设备等领域的全球几十家领先厂商的一百多位经验丰富的工程师历时一年制定的。

　　ATCA架构是针对下一代网络的标准架构体系规范，旨在满足下一代通信设备的要求。迈普MP7500作为中国第一台基于ATCA架构设计的全冗余核心汇聚路由器，在性能、稳定性方面利用ATCA架构的优异特性，以ATCA架构的高可靠设计为标准，在满足现实应用性能需求和未来扩展性能需求的基础上，能充分保证网络核心设备可靠稳定的运行，满足数据通信业不断发展的对底层架构日趋严格的要求。

　　规范的硬件架构设计。
　　ATCA架构规范非常重视机箱设计，因为机箱系统直接影响整个系统稳定运行，严格的规范在机箱设计上必须确保整个系统达到99.9999％的电信级可靠性。MP7500全冗余核心汇聚路由器基于ATCA架构，具有先进的、标准的高端设备机箱设计和散热系统设计，从而保障核心设备的稳定运行。

　　图1：MP7500核心汇聚路由器的硬件架构

　　图1为MP7500核心汇聚路由器的硬件架构，图中标注③所示为主控插卡区，共2个插槽，可插入1块或2块主控卡，标注②所示为线卡插入区，共8个插槽，对称位于主控插卡区两旁，可任意带电热插拔各种线卡，标注④所示为连接线缆托架，用于支撑各种卡的对外连接线缆，方便实现在设备上布线。

　　MP7500全冗余核心汇聚路由器系统机箱设计充分考虑散热与功耗，确保整个系统达到99.9999％的电信级可靠性。在PICMG3.X规范中对ATCA架构机箱设计和散热设计标准定义如下：

　　1.具有冗余电源输入；
　　2.具有冗余风扇的散热系统；
　　3.机箱高度满足10U或12U或14U；
　　4.具有双槽CMM；
　　5.板卡与背板要有导引机制；
　　6.每槽要具有200W的散热能力；
　　7.右前方进气风扇与后方排气风扇的组合散热系统

　　MP7500全冗余核心汇聚路由器散热系统和冗余电源设计如图2所示：

　　图2：MP7500全冗余核心汇聚路由器散热系统和冗余电源设计

　　图中标注⑤为前方进风口，标注⑥为上下冗余风扇，通过上下冗余风扇与前方进风口的组合，实现下送上拉的循环散热方式，实现PICMG3.X规范中散热系统的标准模式，并满足"有前方进气风扇与后方排气风扇的组合散热系统"和"具有冗余风扇的散热系统"的规范要求，每槽位的散热能力达到200W。图示⑦为互为备份的三电源冗余系统，可根据用户的使用环境，提供多种供电方案，可工作于1+1或2＋1备份方式下，满足"冗余电源输入"的规范要求。

　　此外，MP7500核心汇聚路由器整机高度为14U，板卡与背板均设计导引机制，并通过双管理总线设计出冗余的管理子系统CMM满足其余规范要求。

　　根据芯片设计业10℃规律，半导体芯片的可靠性、使用寿命与工作温度有着直接的关系，工作温度每上升10℃，半导体芯片可靠性降低一半，而工作温度则与设备的功耗成正比关系，因此功耗越小的设备其使用寿命越长。而MP7500全冗余核心汇聚路由器的功耗是同类产品的1/2-1/3，由于MP7500全冗余核心汇聚路由器的功耗很小，大大延长使用寿命和增强稳定性。

　　全冗余设计
　　ATCA架构要求必须整个系统每个方面提供非常完善的双冗余或者多冗余设计，不会因为单点故障而导致系统的瘫痪。基于ATCA标准，MP7500全冗余核心汇聚路由器达到苛刻的电信级稳定性要求，其整个系统每个方面均提供非常完善的双冗余或者多冗余设计，主要表现为如下几个方面：

　　1.主控是冗余的：保证协议处理和数据转发业务永不中断。
　　2.管理总线是冗余的：保证不会因为管理总线失效导致系统无法诊断和恢复。
　　3.风扇是冗余的：保证不会因为风扇停转导致整机系统温度过高而瘫痪。
　　4.电源是三冗余的：提供比双电源冗余可靠性还高一倍的2+1电源冗余。
　　5.引导程序是冗余的：MP7500一张主控上有两个引导程序存放区，标配两个引导程序互为备份，永远不会因为BootRom或者引导程序被破坏导致系统不能启动。
　　6.IOS冗余的：MP7500一张主控上有两个IOS存放区，标配两个IOS互为备份，永远不会因为Flash或者IOS被破坏导致系统无法启动。

　　高扩展性
　　ATCA架构是一项充分考虑到未来应用扩展的技术架构，要求各方面提供统一规定的标准接口，从而确保未来有足够的弹性设计来实现高扩展性。基于ATCA架构，MP7500全冗余核心汇聚路由器具有先进、弹性、标准的系统架构，从而保证具有优秀的性能并预留充足资源支持未来扩展。

　　MP7500全冗余核心汇聚路由器采用目前最先进4核NP处理器加独立的管理子系统方式实现数据转发平面、协议处理平面、系统管理平面分离。在4核NP处理器中，划分出1个核负责系统协议处理控制，保证协议处理的独立性，划分出另3个核负责系统数据转发处理，保证了数据转发的独立性。此外，独立的冗余设计的带外网管通道和机箱管理子系统（CMM）保证了系统管理平面的可靠工作。这样的设计使得管理通道、协议通道不会与数据处理通道争夺系统资源，进一步提高了MP7500全冗余核心汇聚路由器的高性能和高可靠性。MP7500基于ATCA架构标准定义的双星型数据总线设计能为每一个槽位提供双向20G共计40G的背板带宽，使整机背板带宽达320G，预留充足的资源保证未来扩展更高速的广域线卡、安全协处理卡、磁盘阵列卡以及多个百兆、千兆以太接口卡，从而保证MP7500核心汇聚路由器具有无限弹性的扩展。

　　综上所述，基于核心汇聚层稳定性关键点理解，迈普对MP7500的设计理念是"无限贴近用户"，即在满足现实应用性能需求和未来扩展性能需求的基础上，MP7500设计重心更关注网络核心设备可靠稳定运行。相信基于ATCA架构的MP7500，不仅能成为ATCA构架技术的领跑者，更将成为网络设备高可靠技术领域极富意义的里程碑。