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下一代网络和思科运营商路由系统( 八 )

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Cisco CRS-1采用了一个独特的、三级的、动态自路由的Benes拓扑交换矩阵，从而可以在一个Cisco CRS-1系统中的所有插槽（从1个插槽到多机架系统中的1152个插槽）之间提供一个高度可扩展的、可用的、可存活的互联通道 。
三级矩阵可以为单播和组播流量提供各种的优先级 。矩阵可以将组播流量复制到最多100万个群组 。
在物理上，Cisco CRS-1矩阵被分为8个面板 。分组——以信元的形式——被均匀地分配到这些面板上（如图10所示） 。在面板内部，三个矩阵等级——S1、S2和S3——可以动态地将信元发送到它们的目的地插槽 。在目的地插槽中，模块化服务卡将以正确的顺序组合这些信元，将它们恢复成排序正确的分组 。
图10 Cisco CRS-1交换矩阵的八个面板之一
【下一代网络和思科运营商路由系统】在一个单机架1.2Tb配置中，矩阵卡包含所有三个等级——S1、S2和S3 。在多机架配置中，必须用1到8个矩阵机架提供Bennis拓扑的S2等级，以便让Cisco CRS-1可以从2个线路卡机架拓展到72个 。
凭借这种模块化矩阵架构，Cisco CRS-1可在不中断服务的情况下，进行从1.2Tbps到92Tbps的系统容量扩展，以满足服务供给商的要求 。
在Cisco CRS-1的所有方面的设计中，要害的焦点都是创建一个可以在故障发生时隔离故障和保持系统永续性的架构 。这不仅可以防止网络遭受意外的组件故障的影响，还可以提供服务中硬件升级的能力，让Cisco CRS-1可以连续几年、甚至几十年保持不间断的运行 。
推出Cisco IOS XR软件
为了充分利用Cisco CRS-1的功能强大的分布式硬件架构，思科开发了Cisco IOS XR——Cisco IOS软件系列的最新成员 。它的设计得益于思科20年来在创新和开发Cisco IOS软件方面积累的丰富经验 。Cisco IOS XR软件为实现融合式分组基础设施所需要的大规模扩展能力、不间断系统运行和出色的服务灵活性进行了专门的设计 。
Cisco IOS XR是一个完全模块化、完全分布式的网络互联操作系统，使用了基于微内核的、内存受保护的架构 。它可以严格地隔离操作系统的所有组件——从设备驱动程序、文件系统、治理接口到路由协议，从而可以确保完全的流程隔离和故障隔离（如图11所示） 。
图11 Cisco IOS XR软件架构
每个操作系统和控制面板功能都运行在它自己的受保护内存中，并且被分解成可以分配到系统中任何机架上的任何可用处理资源的流程，从而消除了处理瓶颈，确保硬件故障不会对系统运行造成不利的影响 。
Cisco IOS XR的流程可以动态地中止、启动或者重启——在发生故障时自动操作，或者由某个系统操作人员手动执行 。
要害的流程都采用了状态化热备用和状态校验，确保在重启进程时最大限度地降低对系统运行或路由拓扑的影响，实现不中断的流程重启 。
Cisco IOS XR的模块化特性，以及它的支持不中断流程重启的能力可以实现服务中软件升级 。模块化的软件分发机制还可以进一步简化升级流程，即将类似的或者有关的组件组合到一起一同升级 。在必要情况下，也可以对单个流程进行升级，或者安装要害的补丁或新功能 。
这种功能让服务供给商可以在不需更换一个全新的操作系统版本的情况下，添加新的功能或者纠正软件缺陷 。
图12 Cisco IOS XR软件包架构
Cisco IOS XR采用了一个两级分组转发架构，并利用一个专用的硅分组处理器提供功能和服务，对分组排序，以及针对输入和输出路由制定转发决策 。这种转发架构还有助于确保完整的路由和服务灵活性，并能够通过最大限度地减少输入模块化服务卡所必须保存的邻接信息来实现大规模扩展能力 。

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