談路由器發展歷程與趨勢

2019-11-03 10:23:43

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華為3Com技術有限公司孫暉

　　Monday, December 22 2003 2:39 PM 路由器是TCP/ip網絡中最主要的聯網設備。在路由器技術發展歷程中，性能與業務兩個因素發揮著關鍵的作用，一方面帶寬和網絡規模的增長推動了路由器性能容量不斷提升，另一方面，業務的發展驅動路由器更加智能化，并具備更強的業務提供能力。

　　在這兩個關鍵因素中，性能因素在路由器技術發展的前期起到了主要的作用，而隨著IP網絡與業務的迅猛發展，業務因素與性能因素顯得同等重要。

推動：兩個因素

　　長期以來，路由器最重要的性能指標是IP包轉發能力，通常低端路由器可以達到2-20Kpps，中端路由器通常在40kpps~400kpps之間，高端路由器通常在1Mpps以上，而核心路由器轉發性能則超過了20Mpps。

　　轉發性能的不斷提升推動了路由器從第一代到第四代的發展，而路由器的形態也由低端路由器發展到中端路由器、高端路由器、以及核心路由器。雖然不少路由器產品在基本轉發性能測試中表現不俗，但在啟動QoS、安全、MPLS VPN等業務時性能會急劇下降，直至無法開展業務。而且，很多路由器在設計中為了保證轉發的高性能，采用了固化的ASIC結構，這樣業務的擴展性和平滑演進都受到了很大的限制。因此如果僅僅考慮滿足性能要求，路由器就只能作為單純IP轉發的設備，無法承載日益復雜的網絡業務，也不能適應三網合一對業務的要求，這樣將極大地限制IP網絡的發展而在業務發展方面，首先，業務是路由器對網絡中承載業務的感知和智能化的處理能力，這種業務能力是隨著IP用戶及業務的快速增長及業務多樣化的過程而不斷完善的。早在1998年 Cornel大學的兩個學者就已經提出，路由器不應只是一個報文轉發設備，而應該對業務進行一定的智能化處理。此外，業務同時也是指路由器本身能夠直接提供的業務，比較典型的是MPLS VPN業務，MPLS VPN作為網絡的一種服務提供給企業用戶，用于連接企業總部和分散在不同地理位置的分支機構，路由器直接提供業務的另一個例子是VOIP。

　　隨著 IP網絡運營化的發展趨勢不斷地增長，特別是在電信領域，如今路由器所提供的業務類型也越來越豐富，但路由器處理業務的性能卻并不甚理想。很多路由器產品在啟動QoS、安全、MPLS VPN等業務時性能會急劇下降，無法為用戶提供高品質的服務，也無法實現業務的平滑演進。

發展：兩個階段

　　在對路由器進行基于對性能與業務的分析，我們可以清晰地看到在路由器產品的設計方面經歷了兩個階段。

　　在第一階段中主要以性能為設計目標，面向帶寬和連接的業務模型。這個階段的IP網絡是一個盡力傳輸的網絡，其目的是為了保證互聯互通，而不是提供一種高品質的服務，沒有完善的QoS及安全保證。因此，在傳統網絡上只能提供對服務質量及安全不敏感的數據業務，如文件傳送，電子郵件等。

　　在第個二階段中，則主要以業務與性能并重、業務平滑演進為設計目標，面向全業務、開放的業務模型。隨著IP技術應用的日益廣泛，在電信、行業及企業網絡中已經有一統天下的趨勢。這時候就要求在IP網絡上承載各種業務，如語音、會議電視、OA、ERP等，這些業務都有著不同的服務質量及安全要求。與此相適應，路由器應該有良好的業務適應能力和充分的智能化，而且還應該支持全新的業務模式，如MPLS VPN和IPv6。MPLS VPN能很好的解決了安全隔離以及端到端QoS的問題，被認為是目前IP網的主流技術，已經成為新一代IP網絡建設的門檻特性。而IPv6則被認為是解決IPv4先天不足的問題，如QoS，安全等的最終解決方案。而隨著社會信息化程度的不斷加深，新業務將層出不窮。在新一代的IP網絡中，路由器必須有很強的業務適應能力，并能夠通過軟件升級的方式，而不是增加或更換新的硬件來提供新業務。

　　目前，在路由器產品的設計上已經進入了第二階段“業務與性能并重、業務平滑演進”，這是路由器設計理念的一次革命。基于這種全新的設計理念，在電信和大型行業網絡中出現了第五代路由器，如華為公司的NetEngine 80/40系列；在企業網出現了高效全能的企業中心路由器，如華為3Com公司的Quidway AR 46系列；在企業分支和網絡邊緣出現了智能化全業務的中低端路由器，如華為3Com公司Quidway AR 28、QuidwayAR 18系列。該系列產品具有如下幾個特點。

　　業務提供能力業務提供能力包括兩個方面的內容，業務的種類，業務的性能，而不是普通IP轉發的性能。

　　業務演進能力由于新業務層出不窮，每半年出現一種新的IP業務，因此，必須有很強的業務演進能力。

趨勢：六個方向

　　基于“業務與性能并重，業務平滑演進”的設計理念，“業務高性能”、“集成化”、“業務智能化”、“高可靠”、“高安全”、“易使用”等六個方向將是路由器主要的發展趨勢。

　　業務高性能高性能不僅僅是轉發的高性能，而應該包括業務的高性能、高品質的服務，路由器應該在處理各種業務時游刃有余，同時轉發性能也不會出現明顯下降。

　　集成化為了靈活應對多樣化的業務環境，新一代路由器需要支持全面的IP業務能力并進行了優化設計，包括完善的路由、MPLS、VPN、組播、語音、安全、QoS、IPv6、寬帶接入等，各種業務流程融合無間。同時，為滿足集成一體化組網的需求，路由器還需要融合防火墻、入侵防御、VPN網關、語音網關、寬帶接入、以太網交換機、無線網關等設備的功能。

　　業務智能化新一代路由器需要更加智能化，具備更加靈活的業務感知和處理能力，如：業務部署的靈活性、業務感知的靈活性等。

　　高可靠因此無論是在電信、大型行業還是企業應用環境，新一代路由器都需要具備更高的可靠性。

　　高安全網絡安全問題不可能通過某種一勞永逸的的技術來解決，而是隨著安全狀態的變化，綜合考慮時間、空間、網絡層次的因素，不斷調整安全策略。因此路由器作為基礎網絡設施，首先應該保證硬件體系結構及網絡操作系統層次的安全，同時應具備全面的安全特性并能夠靈活調整。

　　易使用隨著網絡不斷向行業、企業甚至家庭環境延伸，需要路由器考慮更多的人性化設計，屏蔽掉復雜的技術細節，使路由器真正平民化。

摘自《每周電腦報》

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