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情報ネットワーク特論
嶋田担当分第4回
名古屋大学情報基盤センター
情報基盤ネットワーク研究部門
嶋田創
一般的な大型ネットワークスイッチの構
成
 通常はルーティングエンジンと複数のラインカードから構成さ
れる
 ルーティングエンジンはテーブル生成部とクロスバスイッチから構成
 ルーティングエンジンで生成した各種テーブルは各ラインカードにも
送付
 L2に加えてL3も見て送信ポートを決める
 L3スイッチとも言う
 MACアドレステーブルに加えL3ルーティングテーブルを持つ
 CAMを用いるが、一部をマスク可能なTCAM(Ternary CAM)を利用
 ほとんどの処理はASICで行う
 CPUが行う場合もあるが、その時は速度が大きく落ちる
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一般的なネットワークスイッチの構成
バックプレーン
ルーティングエンジン
...
クロスバ
SWファブック
L2/L3テーブル
生成/管理 ASIC
CPU
L2/L3ルーティング
ASIC
PHY
ラインカード
...
SW IF
...
SW IF
...
ラインカード
L2/L3ルーティング
ASIC
PHY
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各部の処理(1/2)
 CPU
 スイッチ全体の制御
 ルーティングテーブル等の作成に必要な情報を管理
 管理用OSの実行
 L2/L3テーブル生成/管理ASIC
 CPUからの指示を受けてL2/L3テーブル生成/管理
 ルーティングエンジンで作成したテーブルのコピーを各ラインカードに
保持
 FIB(Forwarding Infomation Base)方式と呼ばれる
 バックプレーン
 ルーティングエンジンやラインカード間を接続
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各部の処理(2/2)
 ラインカード
 物理層から受け取ったフレームをバッファリング
 テーブルにある宛先の送信制御
 クロスバスイッチファブリックに調停要求→送信
 テーブルにない宛先を持つフレームの送信をルーティングエンジンの
CPUに依頼
 マルチキャストフレームの複製
大型ネットワークスイッチの実例
(Cisco Catalyst 6500)
名大内ネットワークNICE4で利用中なので
 バックプレーン容量2Tbps
 ルーティングエンジン(スーパバイザカード)も
2Tbps対応
 1G/10G/40Gイーサネット対応ラインカー
ドを複数接続可能
 Virtual Switching Systemで複数のス
イッチを束ねて制御可能
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現在のNICE4とCatalyst 6500
C
インターネット
SINET4
ISP
近隣大学
10G
NICEバリア
セグメント
東山地区
Catalyst 6500
100M
鶴舞地区
主対外接続装置
ディストリビューション
工学部1号館
エッジスイッチ
スイッチ
コア
10Gx2
10Gx2
副対外接続装置
共同教育2号館ディストリビューションエッジスイッチ
スイッチ
コア
10Gx2
エッジスイッチ
NAT装置
ディストリビューション
工学部8号館
エッジスイッチ
スイッチ
理学部C館
10Gx2 コア
コア 10Gx2
ディストリビューション
エッジスイッチ
スイッチ
ディストリビューション
スイッチ
IB電子情報館
スーパーコア
VSS
10Gx2
情報基盤センター
スーパーコア
事務局
コア
1G×3
大幸地区
ディストリビューション
エッジスイッチ
スイッチ
10Gx2
ディストリビューション
附属図書館
エッジスイッチ
スイッチ
ルータ
10Gx2
ディストリビューション
エッジスイッチ
スイッチ
エッジスイッチ
e-NICE
事務用ネットワーク
コア
FW
10Gx2
環境総合館
ディストリビューション
エッジスイッチ
スイッチ
情報基盤センター
フローモニタ
管理用スイッチ
運用管理サーバ
農学部
ディストリビューション
エッジスイッチ
スイッチ
10Gbps
1Gbps
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Catalyst 6500の構成
バックプレーン
スーパバイザ
...
クロスバ
SWファブリック
PFC4
MSFC5
DFC4
PHY
ラインカード
...
SW IF
...
SW IF
...
ラインカード
DFC4
PHY
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シャーシについているバックプレーン
 共有バス接続部とクロスバスイッチ接続部に分かれている
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ラインカードによる接続形態の違い
 ラインカードによっては、共有バスのみの接続を取るものが
ある
 ルーティングの依頼ができなくなるので、その逆はない
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スーパバイザカード2T
以下より構成
 MSFC5: Multilayer Switch Feature Card 5
 PFC4: Policy Feature Card 4
 スイッチファブリック
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スーパバイザカードのブロック図
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スイッチファブリック部
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PFC4部
クロスバスイッチ部を
1チャンネル使うラインカード
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クロスバスイッチ部を
2チャンネル使うラインカード
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ルーティング情報が無い場合のスイッチ
ング
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ルーティング情報がある場合のスイッチ
ング
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