logo资料库

Broadcom以太网交换芯片转发流程.doc

发布时间：2022-06-10 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.74M 资料格式：doc 举报 版权申诉
第1页 / 共18页
第2页 / 共18页
第3页 / 共18页
第4页 / 共18页
第5页 / 共18页
第6页 / 共18页
第7页 / 共18页
第8页 / 共18页
资料共18页，剩余部分请下载后查看
    1、   交换芯片架构
    2、   L2转发流程
    2.1 L2转发原理
    2.2 L2转发相关的表项
    2.2.1 port表
    2.2.2 egress port表
    2.2.3 L2地址表
    2.2.3 VLAN表
    3、   L3转发流程
    4、   L2组播转发流程
    5、   L3组播转发流程
    6、   流分类处理流程
    Broadcom以太网交换芯片培训(broadcom56504/56300) 1、 交换芯片架构 交换芯片由 GE/XE 接口（MAC/PHY）模块、CPU 接口模块、输入输出匹配/修 改模块、MMU 模块、L2 转发模块、L3 转发模块、安全模块、流分类模块等模块 组成，其结构如图 1 所示： 图 1 交换芯片的组成 56504 包含 24 个 GE 端口，4 个 10G 端口，10G 端口既可以用于堆叠，也可以用 于上联/级联。56504 交换芯片与 CPU 的接口称为 CMIC 接口。交换芯片与 CPU 通 过 PCI 总线连接。其他类型交换芯片与 CPU 的接口可以是：SPI+MII、I2C+MII、 系统总线+MII、SMI+MII 等。交换芯片的包处理流程如图 2 所示：
    图 2 交换芯片的包处理流程简图 包由端口进入交换芯片之后，首先进行包头字段匹配，为流分类做准备；然 后经过一个安全引擎进行包过滤；符合安全的包进行 L2 交换或者 L3 路由，并经 过流分类处理器对匹配的包做相关动作（比如丢弃、限速、修改 VLAN 等）；对 于可以转发的包根据 802.1P 或 DSCP 放到不同队列的 buffer 中，调度器根据优 先级或者 WRR 等算法进行队列调度，在端口发出该包之前执行流分类修改动作， 最终从相应端口发送出去。 2、 L2 转发流程 2.1 L2 转发原理 对于交换芯片来说，L2 转发是一个最基本的功能。L2 功能主要包括 ingress 过滤、MAC 学习和老化、根据 MAC+VLAN 转发、广播与洪泛、生成树控制等基本 功能。 L2 转发的具体流程如图 3 所示： 从端口进入交换芯片的包首先检查 TAG，对于 tagged 包，判断是否是 802.1p 的包，（802.1p 的包 vid 为 0），对于 untagged 的包和 802.1p 的包，根据系统 配置加上 tag（这些配置包括：基于 MAC 的 vlan、基于子网的 vlan、基于协议 的 vlan 和基于端口的 vlan）。经过这一步以后，到交换芯片内部的包都变成 802.1Q 的 tagged 包了（vid 为 1－4094，4095 保留），如果设置了 ingress 过
    滤，就会检查本端口是否在该 vid 对应的 VLAN 中，对于本端口不在该 vid 对应 的 VLAN 中的包就丢弃。对于没有设置 ingress 过滤，或者设置 ingress 过滤但 本端口在该 vid 对应的 VLAN 中的包进行 STP 端口状态检查，对于 BPDU 以外的包， 只有端口处于 forwarding 状态，才允许包进入。然后进行原 MAC 地址检查，以 原 MAC＋VID 的哈希为索引查找 L2 TABLE，如果没有找到，就把这个表项（原 MAC ＋VID）以及对应的端口写到 L2 TABLE 中，这个过程称为 MAC 地址学习。当然地 址学习的方法有很多种，可以是硬件学习，也可以是软件学习，可以根据 PORT 表中的 CMI 字段的配置来进行。 下一步进行目的 MAC 地址检查： 图 3 L2 转发流程 目的 MAC 地址为广播地址（0xffffffff）的包，在 vlan 内广播出去； 目的 MAC 地址为组播地址的包，进行组播流程的处理；
    对于单播包，查找 L2 TABLE，如果没有找到，就在 vlan 内进行洪泛；如果找到， 检查表项中的 L3 bit 是否设置，如果设置了 L3 bit，就进行 L3 流程的转发； 否则就转发到 L2 TABLE 表项中的端口去，在 egress 方向，也有 egress 过滤设 置（默认是使能的），如果 egress 端口不在 vlan 中也是不能转发的。至此，L2 转发流程完成了。与地址学习相反的过程是地址老化。地址老化的机制是：ASIC 内部有个定时器，称为 age timer，命令行可以对这个寄存器进行设置，每次查 找 L2 TABLE 时（包括原地址查找和目的地址查找，可以配置），如果命中，就 会设置 hit 标志。当老化时间到后，ASIC 把 hit 标志清除，当下一个老化时间 到后，ASIC 把 hit 为 0 的地址设置为无效，这就是为什么实际地址老化的时间 为 1～2 倍 agingTime 的原因。 2.2 L2 转发相关的表项 2.2.1 port 表 图 4 port 表 Port 表是一个非常重要的表，有很多与端口相关的控制都在这里设置。每个端 口对应一个表项，按端口号进行索引。下面介绍一下重要的设置： 1) PVID：设置 PORT_VID 2) 缺省优先级：设置 PORT_PRI 3) 流分类使能：设置 FILTER_ENABLE 4) VLAN 转换使能：设置 VT_ENABLE 和 VT_MISS_DROP 5) Ingress 过滤使能：设置 EN_IFILTER 6) 信任 COS 还是信任 DSCP：对于 IPV4：TRUST_DSCP_V4=0:信任 COS； TRUST_DSCP_V4=1:信任 DSCP，对于 IPV6：同样设置 TRUST_DSCP_V6。 7) Ingress 方向 mirror 使能：设置 MIRROR 8) MAC 地址学习方式：设置 CML 9) IP 组播是否使用 VLAN 信息：设置 IPMC_DO_VLAN 10) L3 转发使能：设置 V4L3_ENABLE 和 V6L3_ENABLE 11) 是否丢弃 BPDU：设置 DROP_BPDU 12) 控制是否转发带 tag 和不带 tag 的包：设置 PORT_DIS_TAG 和 PORT_DIS_UNTAG 13) Pause 帧控制：设置 PASS_CONTROL_FRAMES 14) 基于子网的 VLAN 使能：设置 SUBNET_BASED_VID_ENABLE 15) 基于 MAC 的 VLAN 使能：设置 MAC_BASED_VID_ENABLE
    16) 设置堆叠口：HIGIG_PACKET 17) 设置 NNI 口：NNI_PORT 18) 修改优先级使能：MAP_TAG_PACKET_PRIORITY 19) 堆叠口 modid 设置：MY_MODID 20) Out tpid 设置：OUTER_TPID 21) 基于 MAC 和基于子网的 VLAN 优先级设置：VLAN_PRECEDENCE 22) 是否允许单臂桥功能：PORT_BRIDGE 23) IP 组播位图设置：IGNORE_IPMC_L2_BITMAP 和 IGNORE_IPMC_L3_BITMAP 2.2.2 egress port 表 EGR_PORT 是一组寄存器，每个端口一个，用于 EGRESS 方向的控制，有几个重要 图 5 egress port 表 设置介绍如下： 1) 设置 egress 端口类型：PORT_TYPE＝0，UNI 端口；PORT_TYPE＝1，NNI 端口 2) 设置 egress 过滤：EN_EFILTER＝1 2.2.3 L2 地址表
    图 6 L2 地址表 56504 的 L2 地址表大小为 16K，5630X 的 L2 地址表大小为 8K，地址 表使用 MAC+VID 的 hash 值作为索引查表。实际上 56504 的 L2 地址表 hash 值为 4K，每个 hash 值对应 4 条地址，这样最多可以保存 4 条 hash 冲突的地址。地址 表中每个表项都保存了 MAC_ADDR 和 VLAN_ID。MAC 学习的时候使用原 MAC+VID 的 hash 查表，把表中的 MAC+VID 与包中的 MAC+VID 进行比较，如果完全相等， 表示找到了。然后看端口（TGID_PORT）是否相等，如果不相等表示地址发生了 迁移，对于动态学习的地址需要更新 port；如果相等表示命中，更新 hit 标志。 其他几个重要的功能介绍如下： 1) 设置静态地址：STATIC_BIT＝1 2) 设置 L3 转发标志：L3＝1 3) 设置本地址的包都转发到 CPU 去：CPU=1 4) 设置本地址匹配的包丢弃：SRC_DISCARD=1、DST_DISCARD=1 5) 设置本地址匹配的包对某些端口阻塞：MAC_BLOCK_INDEX 6) 设置本地址匹配的包镜像：MIRROR＝1 7) 设置组播索引：L2MC_PTR 8) 地址有效标志：VALID＝1 2.2.3 VLAN 表 Vlan 表分为 ingress 和 egress 两个部分，分别对应入口控制和出口控制。
    图 7 ingress vlan 表 Ingress Vlan 表中主要包含了端口列表，用于 ingress filter 功能。 PFM 是用于控制组播洪泛的开关。PFM＝0，组播在 vlan 内洪泛；PFM＝1，注册 的组播按组播表转发，未注册的组播在 vlan 内洪泛；PFM＝2，注册的组播按组 播表转发，未注册的组播丢弃。STG 用于标识本 vlan 所属的生成树组。 图 8 egress vlan 表 Egress vlan 表中除了 PFM 和 STG 外，还包含了出口方向的端口位图，以及哪些 端口以 untag 的方式发送本 vlan 的包。
    3、 L3 转发流程 图 9 L3 转发流程 如果查目的 MAC 地址表的时候发现 L3bit 置位了，就进入到 L3 转发流程。 与 L2 交 L3 交换可以实现跨 VLAN 转发，而且它的转发依据不是根据目的 MAC 地 址，而是根据目的 IP。L3 转发的流程是：首先对 L3 头部进行校验，校验和错的
    分享到：
    赞 收藏

    相关推荐

    资料库

    网络技术

    共收录2367份资料，累计7个分类，关注成员有19位，主要包括：综合布线,网管软件,网络监控,网络设备,其它,系统集成,网络基础

    热门标签

    综合布线 网管软件 网络监控 网络设备 其它 系统集成 网络基础

    最新资料