4.5?Chassis与分布式转发

本章节涉及转发能力的举例计算量较大，对数字不感兴趣的同学可以直接略过相关内容。

盒子说完了讲讲框，盒式设备发展到一定程度，接口密度就成了天花板，必须要搞成机框式才能继续扩展了。可以把机框里面的板卡理解为一个个独立的盒子，然后通过交换网络将其连接起来形成整体。

罗马不是一天建成的，机框式交换机最初也是按照集中式转发架构来进行设计。例如Cisco4500系列（又是Cisco，没办法，就他家产品最全，开放出来的资料最多，而且确实是数通领域的无冕之王，下文很多技术也都跟其相关），其接口板（LineCard）上面都没有转发芯片的（XGStub ASIC只做接口缓存和报文排队的动作），所有的数据报文都需要通过背板通道（Fabric），上送到主控板（Supervisor）的转发芯片（Forwarding Engine）上进行处理。结构如下图所示，其中PP（Packet Processor）是做封包解包的，FE（Forwarding Engine）是做查表处理的。

在早期Cisco6500系列交换机设备上同样是基于总线（BUS）的集中式转发结构。如Classic类型接口板（Module）就只有Port ASIC做缓存和排队，所有的报文同样要走到主控板（Supervisor32或720）上的转发芯片（PFC3）来处理。普通的CEF256和CEF720系列接口板虽然以Switch Fabric替代BUS总线通道来处理接口板到主控板的流量转发，但仍然是靠主控板上的PFC3对流量进行集中处理，因此还是集中式转发。直到CEF256和CEF720的DFC（Distributed Forwarding Card）扣板出来，才能在板卡上进行转发，称得上是真正的分布式架构。而最新的第四代接口板dCEF720 Linecards已经直接将DFC变成了一个非可选组件直接集成在接口板上。

分布式架构指所有的接口板都有自己的转发芯片，并能独立完成查表转发和对报文的L2/L3等处理动作，接口板间通过交换芯片进行报文传递，机框的主控板只通过CPU提供协议计算等整机控制平面功能。分布式架构接口板上都会专门增加一个Fabric连接芯片（Fabric Interface或Fabric Adapter Process等），用以处理报文在框内接口板间转发时的内部报头封装解封装动作。当报文从入接口板向交换芯片转发时，连接芯片为报文封装一个内部交换报头，主要内容字段就是目的出接口板的Slot ID和出接口Port ID，交换芯片收到报文后根据Slot ID查找接口转发，出接口板的连接芯片收到后根据Slot ID确认，并将此内部交换报头去掉，根据Port ID将报文从对应出接口转出交换机。很显然分布式对比集中式的区别主要是芯片更多，成本更高，转发能力也更高。目前各厂商最新一代的主流数据中心交换机都已经是完全的分布式转发架构（如Cisco的N7000，H3C的12500等）。