NE9000 – Hardware - Flujo de la señal en el plano de datos

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NE9000 – Hardware - Flujo de la señal en el plano de datos


El plano de datos procesa y reenvía paquetes de datos a alta velocidad. El flujo de señal en el plano de datos es principalmente señales de datos de servicio. Las señales en el plano de datos fluyen a través de un enlace físico, una placa de enlace uplink, una SFU, una placa de enlace downlink y otro enlace físico.

 

La Figura 1 ilustra el procesamiento y el reenvío de un flujo de señal en el plano de datos.

 

Figura 1 Procesamiento y reenvío de un flujo de señal en el plano de datos

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NOTA:

El procesamiento y el reenvío de un flujo de señal en las diferentes tarjetas de enlace ascendente y de enlace descendente pueden diferir.

 

El procesamiento de un flujo de señal entrante es el siguiente:

1. Una tarjeta de interfaz física (PIC) de enlace uplink proporciona una interfaz de entrada para un flujo de señal. Las señales ópticas y eléctricas transmitidas a lo largo de un enlace físico entran en el PIC de enlace uplink. El PIC obtiene la frecuencia de reloj de la capa física y realiza la negociación del protocolo de enlace de la capa de datos. Luego, el PIC encapsula los paquetes en frames de  Ethernet y los envía al NP de enlace uplink.

 

2. El NP de enlace uplink busca en la tabla de reenvío una interfaz de salida para el flujo de señal. El procesamiento es el siguiente:

a. Procesamiento de la interfaz entrante: al recibir el flujo de la señal, la interfaz entrante del NP analiza el protocolo de la capa de enlace de datos transportado en los paquetes y obtiene los tipos de paquetes. 

b. Clasificación de tráfico: el NP de enlace uplink prioriza los paquetes, realiza la clasificación de tráfico y los vuelve a marcar. 

c. Reenvío de paquetes basado en la tabla de reenvío: El NP de enlace uplink busca entradas de reenvío basadas en direcciones MAC de destino, direcciones IP de destino y etiquetas MPLS y obtiene nombres de interfaz salientes o direcciones IP de siguiente salto contenidas en entradas coincidentes.

 

NOTA:

Los paquetes de datos se clasifican como paquetes basados en direcciones MAC de Capa 2, paquetes basados en etiquetas MPLS de Capa 2.5 y paquetes basados en direcciones IP de Capa 3. El módulo de procesamiento en la interfaz de entrada identifica los tipos de paquetes y busca las tablas de reenvío basadas en estos tipos para que se puedan encontrar los nombres de las interfaces de salida o las direcciones IP del siguiente salto para todos los tipos de paquetes.

 

d. Política de trafico: el NP de enlace uplink limita la velocidad a la que se envían los paquetes entrantes en función de los parámetros de velocidad de acceso confirmada (CAR) configurados en la interfaz de entrada o los configurados en el perfil de clasificación de tráfico entrante. Si el comportamiento de reenvío es descartar paquetes, el NP de enlace uplink los descarta antes de realizar la función CAR.

 

3. El chip de administración de tráfico de enlace uplink (TM) procesa el flujo de la señal de la siguiente manera:

Gestión de la congestión: el enlace uplink TM controla el uso de los recursos de la red. Si la congestión del tráfico empeora, el enlace uplink ****escarta los paquetes y ajusta el tráfico para aliviar la sobrecarga de la red.

Forma del tráfico: si se produce una congestión de tráfico, el enlace uplink TM almacena en caché los paquetes en colas y utiliza un algoritmo de programación específico para priorizar los paquetes antes de reenviarlos.

 

Después de que el enlace uplink TM procesa los paquetes utilizando las funciones de QoS, los envía a la tarjeta de interfaz flexible del enlace uplink (FIC).

 

4. El enlace uplink FIC fragmenta el flujo de la señal. La SFU cambia los paquetes en función de una longitud de celda fija. Antes de que los paquetes se envíen a la SFU, el FIC de enlace uplink fragmenta los paquetes que son más largos que la longitud de celda fija. El FIC en sentido uplink encapsula los fragmentos en celdas antes de enviarlos a la SFU.

 

La SFU cambia los datos entre las LPU. Al recibir las celdas, el SFU las almacena en caché y las programa antes de enviarlas a la unidad de conmutación. La unidad de conmutación equilibra las celdas utilizando múltiples planos de conmutación, lo que mejora la capacidad de tolerancia a fallos. La unidad de conmutación envía paquetes de datos a través de interfaces de salida a una placa de enlace downlink.

 

El procesamiento de un flujo de señal saliente es el siguiente:

1. Ensamblaje de celda de red conmutada en el FIC downlink: el FIC de downlink ensambla las celdas de red conmutadas en paquetes después de que las celdas de red conmutadas fluyan desde la SFU al FIC de enlace descendente.

 

2.Cualificación y programación en el enlace downlink TM: El downstream  TM pone los paquetes del flujo de señal en colas y los programa en función de la configuración del tráfico, las politicas y los parámetros de prevención de congestión. Luego envía los paquetes al NP en sentido downlink.

 

3. Búsqueda de tablas de avance y consulta de información de enlace de la capa de datos: el NP de enlace downlink obtiene información de encapsulación de la capa de enlace de datos, procesa paquetes utilizando un módulo de procesamiento de flujo de señal y módulos de procesamiento específicos de la interfaz de salida. El procesamiento es el siguiente:

 

a. El NP downstream obtiene la información de encapsulación de la capa de enlace de datos y encapsula paquetes. El proceso de encapsulación varía según los tipos de paquetes. Por ejemplo:

Para los paquetes Layer 2 802.1q-in-802.1q (QinQ), el NP de enlace downlink agrega una etiqueta de red de área local virtual (VLAN) a cada paquete.

Para los paquetes MPLS, el NP de enlace downlink agrega una etiqueta MPLS a cada paquete.

Para los paquetes IP, el NP de enlace downlink busca las entradas del Protocolo de resolución de direcciones (ARP) y agrega las direcciones MAC asignadas a las entradas ARP a los paquetes.

 

b. El módulo de procesamiento de flujo realiza la clasificación del tráfico y vuelve a marcar los paquetes según las prioridades configuradas en las interfaces de salida.

c. El NP en sentido downstream limita el límite de velocidad a la que se envían los paquetes salientes según los parámetros CAR configurados en la interfaz de salida o aquellos en el perfil de clasificación de tráfico saliente.

d. Los paquetes de host destinados a la MPU se envían a una MPU, y los paquetes que se reenvían se envían a los módulos de procesamiento específicos de la interfaz de salida.

 

NOTA:

Debido a la capacidad limitada de procesamiento de la CPU en una MPU, se debe configurar el límite de paquetes destinados a la CPU. Esto evita que los paquetes de ataque o defectuosos se envíen a la MPU y causen un uso elevado de la CPU, lo que mejora la seguridad del dispositivo. Los paquetes se verifican, y solo los paquetes válidos se envían a la CPU a una velocidad específica, que se defiende contra ataques a la CPU.

 

e. El módulo de procesamiento específico de la interfaz de salida agrega un encabezado de Capa 2 a cada paquete y reenvía los paquetes al PIC de enlace downlink.

 

4. El PIC de enlace downlink convierte los paquetes de datos en señales ópticas y eléctricas y los reenvía a través de interfaces salientes conectadas a enlaces físicos.

 

FIN


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