架构决定价值
——H3C CR16000大容量转发架构解析

　　每个调度器SCH只负责对流向本出口的业务进行调度，从整个系统来看，每个FAP都具备业务调度能力，实际上是一种全分布式业务调度，我们称之为“分布式Credit调度机制”。

　　分布式Credit调度机制有很多优势，包括：调度效率高、业务调度精准、拥塞流量分布式缓存等。

　　调度效率高

　　每个FAP都有一个调度器SCH，并只负责对流向本出口的业务进行调度。以CR16018为例，整机共有72个FAP，即有72个调度器SCH；调度器SCH之间没有主从关系，是完全分布式的并行工作，即CR16018是一个由72个调度器SCH组成的并行工作体系。

　　业务调度精准

　　Credit调度机制实质是一种令牌调度机制。调度器SCH根据出端口的带宽、拥塞情况等计算出可用带宽，根据入方向FAP通告的发送队列状态信息(Flow-status)并采用整形器（Shaper）算法制定相应的带宽分配策略，最终对每个VoQ生成令牌Credit，VoQ在接收到Credit后发送相应数量的信元。所谓的精准调度包括两个方面的含义：

　　其一，传统的路由器调度是出接口板缓存和出接口板调度，而CR16000设计的是入接口板缓存和出接口板调度，如果有报文被计算出做丢弃处理，也是在入接口板就被丢弃了，而不会被调度到出接口板做处理，交换网带宽利用精准。

　　其二，每个调度器SCH对应一个整形器（Shaper），支持双漏桶算法（Dual Leaky Bucket），提供对各业务流及业务流聚合（Aggregate）的流量整形功能（Shaping）。

　　入方向VoQ在出方向调度器SCH中对应的是Flow，VoQ和Flow是一一对应关系。调度器SCH把具有相同属性的Flow放入相同的队列，进行FQ/WFQ一级调度，再根据前一级的调度结果进行SP调度，灵活地对各种调度器模块进行组合和编排，以支持个性化的复杂调度策略。此外，还支持针对关键业务的带宽预留功能，支持WRED/Tail Drop拥塞管理策略。

　　拥塞流量分布式缓存

　　传统路由器的报文在调度发送之前是缓存在出接口板中的，拥塞缓存的能力取决于出接口板的缓存大小。CR16000交换网采用Credit调度机制，报文发送之前，报文缓存在入接口板，调度在出接口板，调度器SCH根据出端口可用带宽和拥塞情况制定相应调度策略，一旦发生拥塞，调度器SCH就不会发送Credit，报文继续被缓存在入接口板。

　　图7 分布式缓存

　　如图7所示，在N个入接口向1个出接口发生报文的情况下，拥塞流量分布缓存在N个入接口板，报文缓存能力实际上是被放大N倍。随着云业务的应用发展，流量突发越来越大，越来越频繁，如：搜索业务，分布式缓存无疑是当前解决突发拥塞的最佳方案之一。

　　4. 交换网组播

　　通过交换网组播技术避免交换网资源的浪费，提升组播业务性能，达到线速复制能力。

　　传统路由器在组播功能上最重大的缺陷之一就是交换网不支持组播，组播报文在交换网上广播转发，这种处理方式导致的严重后果是组播流量越大，交换网的广播流量就越大，带宽资源浪费就越严重。

　　如图8所示，CR16000交换网针对上述问题做了重大的技术改进，即在交换网上增加组播表项存储空间，并同步学习由主控板下发的组播表项。交换网上的组播表项和业务板上的组播表项有一定的区别，业务板上的组播表项为：源IP ＋ 组播IP ＋ 出接口列表，交换网板上的组播表项为：源IP ＋ 组播IP ＋ 出FAP列表，即：交换网板上的组播表项的下一跳为FAP而不是出接口。CR16000交换网组播技术可以避免交换网资源的浪费，提升组播业务性能，达到线速复制能力。

　　三、 结束语

　　H3C CR16000采用的CLOS交换架构是业界最优秀的交换架构之一，其特点包括：递归扩展、高交换带宽、无阻塞性、基于信元的动态路由交换、分布式Credit调度机制、拥塞流量分布式缓存、交换网支持组播等，这些特点决定了CR16000的良好扩展性、高可靠性和高性能优势。