路由器技術發展趨勢

2019-11-03 10:14:41

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供稿：網友

路由器技術發展趨勢
高速高性能路由器是下一代高速網絡的核心。自1997年第一個吉比特級的路由器面世以來，高速高性能路由器迅速成為市場矚目的熱點。在世紀更迭的今天，巨大的市場推動力進一步促進了路由器技術的高速發展。

硬件革命推動高速路由器向更高的性能發展

在Internet上，ip是網絡的語言，路由器是網絡的發動引擎，其作用類似電話網上的交換機或數據網上的ATM設備，負責把網上業務分段傳送到目的地。路由器的基本結構包括背板、轉發判斷、輸出鏈路調度、轉發路由表管理等幾部分，其核心是背板設備。隨著Internet的不斷發展，原有路由器所用的共享式背板20Gbps的帶寬已經無法滿足網絡的需求，新的高容量的背板結構不斷涌現，像采用縱橫制交換器的交換式背板、采用三維交換矩陣結構的交換式背板和基于光纖的分布交換矩陣等，其中最大的分布交換矩陣能提供上百太比特的容量。

目前，人們正致力于開發高速、高性能、高吞吐量、低成本的新一代路由器，以滿足網絡的不斷發展。新一代路由器內部結構所展現出的主要發展趨勢為：第一，越來越多的使用基于硬件的交換和分組轉發引擎。CMOS集成技術的提高使很多功能可以在專用集成電路（ASIC）芯片上實現，原來由軟件實現的功能現在可由硬件更快、成本更低地完成，大大提高系統性能。第二，向并行處理的方向發展，逐漸拋棄易造成擁塞的共享式總線，采用交換背板結構。第三，進一步發展在光纖連接上進行的線速選路技術，實現吉、太比特速率，為Internet過渡到全光基礎設施奠定基礎。

高密度的高速接口和可擴展性是目前業界關心的重點

隨著業務提供者和大型ISP不斷升級骨干網，路由器的高速接口速率從最初的OC-12升級到OC-48，最近又掀起了向OC-192升級的浪潮。具有高速OC-192光接口的高速路由器是網絡向IP over DWDM結構發展的關鍵。對運營商來說，高的端口密度具有重要意義。因為大型骨干網的核心節點一般在大城市，中心局和入網點的空間資源不但有限而且成本很高，業務提供者必須考慮節約空間，而具有高密度端口的高速路由器是解決空間壓力的一個重要舉措。

下一代路由器能夠提供現有路由器不能提供的可擴展性和故障容錯水平。第一代路由器使用單底盤結構，總容量為幾十到幾百吉比特。當業務提供者需要增加系統容量時，必須建設一個路由器的網。這種方案增加了需管理的分離路由器的數量，不得不容忍設備間不適當的帶寬，特別是為底盤互連而浪費了端口。這是一種代價昂貴的過渡方案，端口相當于路由器的手或腳，業務提供者需要用端口來實現收入。現在，太比特的交換矩陣正在緊鑼密鼓地開發中，相信不久的將來，擴展性的問題將得到改善。

市場呼喚太比特路由器的真正到來

為滿足業務的高速增長，增加網絡帶寬，建立性能更加優良的IP通信網，人們提出了開發比吉比特路由器交換容量更大、支持業務更多、性能更完備的太比特路由器。業界很多公司投入巨資對其進行開發。太比特路由器產品最大的優點在于具有可升級的結構和簡單的運行管理。用戶可以先使用部分配置的底盤，提供與吉比特路由器相當的容量，然后通過增加線卡和另外的底盤，增加路由器容量到多太比特級別。這為業務提供者帶來了兩個好處: 首先，運營者可以在不影響現有的業務、更換現有設備的情況下增加網絡容量；另外，當增加設備時，仍然可以作為一個單獨的路由器來管理。

對于太比特路由器，業界有兩種不同的觀點：一種觀點認為Internet業務的增長導致了對網絡帶寬的巨大需求，雖然目前帶寬需求還沒有大到需要太比特路由器，但2～3年內其使用將不可避免; 另一種觀點則認為，在相當長的一段時間內，市場沒有對太比特路由器的需求，目前所謂的太比特路由器只是一種宣傳。對于這個問題，業務提供者和ISP最有發言權。大多數的業務提供者和大型ISP認為: 開發真正的太比特產品是當務之急。

光路由器為IP over Optical賦予了新的概念

IP over Optical是簡化IP骨干網絡的良好解決方案，可以消除昂貴的SONET和ATM設備，而且極大地降低網絡管理的復雜性。但是高速路由器直接連接到DWDM系統時，網絡只有靜態的點到點通路，不允許業務在不同光通路間進行交換，這導致了較差的靈活性。為解決此問題，國外很多大的運營商和設備商提出了將光交換機作為高速路由器和DWDM系統的中間層的概念，進一步將選路和光交換平臺綜合成光路由器。使用IP協議，通過在不同波長間交換業務，光路由器允許動態控制帶寬，為開展新業務提供更多的靈活性。

Peta路由器為時尚遠

雖然大多數的業內專家和分析家認為，目前的網絡資源沒有緊張到大規模使用太比特路由器的階段，但是不可否認，一些廠商已經在致力于更高容量、更高性能的Peta路由器的研發工作。在2000年5月舉行的NetWorld＋Interop2000大會上，加拿大的HyperChip公司展出了具有Pbps（10的15次方）級處理能力的超高速路由器“PetabitRouter”。PetabitRouter的處理器能夠線速處理65336個10Gbps的OC-192接口，共可實現1.3Pbps的處理能力。

但是，我們認為Peta路由器的實現還為時尚遠。首先，市場還不具有Pbps級速率的需求，目前的網絡資源還沒有緊張到需要使用太比特路由器的階段，更不要說Peta 路由器了；其次，半導體技術的限制使現在制造Peta路由器只能停留在概念階段。

電信級理念和數據通信技術的融合,導致電信設備廠商將進入路由器市場的一流行列

雖然太比特路由器發展很快，但最近幾年，吉比特路由器仍是高速路由器市場的主流。據美國IDC咨詢公司預測，到2003年，全球市場將有吉比特路由器6500臺，價值超過9億美元。相比之下，太比特路由器只有600臺。實際上，目前市場對太比特級路由器的需求還很小。

即使如此，高速路由器市場的競爭非常激烈，新廠商的不斷加入對原有的市場領導者造成了巨大的沖擊。以Cisco為例，從1998年、1999年到2000年，其高速路由器市場份額從98％、80％，下降到70％以下。目前，以朗訊、愛立信、西門子、北電、華為為代表的電信設備供應商已經進入路由器市場。特別是由愛立信等通信商家投資建立的Juniper公司，其在核心路由器市場上的份額僅僅在一年中就躍升到25%以上。國內華為公司依靠多年的電信領域經驗、雄厚的資金和技術實力，正在努力完善其電信級吉比特路由器，以便將電信級設備的高性能、高可靠性、高可擴展性的特性引入到數據通信設備和解決方案中，構建電信級Internet，滿足市場對通信業務的需求。

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