各種路由器設備的發(fā)展總結(jié)及展望

2019-11-05 00:29:49

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供稿：網(wǎng)友

　　隨著通用計算機計算能力的不斷增強、網(wǎng)絡處理器的出現(xiàn)以及linux 操作系統(tǒng)的成熟和完善，路由器設備的門檻越來越低，低端路由器的競爭也越來越激烈。
　　
　　一般來說只有最高端的核心路由器才能體現(xiàn)出生產(chǎn)廠家的技術(shù)水平。雖然當前核心路由器市場份額相對較小，但是由于核心路由器是衡量廠家的技術(shù)標桿，核心路由器上的競爭同樣激烈。核心路由器的指標很多，包括端口速率、端口密度、交換能力、路由協(xié)議等。當前多數(shù)設備制造商都生產(chǎn)系列產(chǎn)品，提供從低端到高端端到端的解決方案，但為方便起見，文中描述路由器設備現(xiàn)狀時只采用廠家最高端設備，主要描述最高接口速率以及整機交換能力。路由器生產(chǎn)廠商眾多，本文僅選取幾個能提供核心路由器、市場份額較大的廠商描述路由器設備現(xiàn)狀。
　　
　　一、路由器設備現(xiàn)狀
　　
　　1.Juniper公司產(chǎn)品
　　
　　Juniper自1998年推出M40高端路由器以來，在骨干路由器市場上開始取得突破。隨后，Juniper公司向低端延伸推出了M20、M10、M7、M5以及J系列和E系列中低端邊緣路由器，向高端延伸推出了M160和M320路由器以及T系列的T320和T640核心路由器。目前Juniper公司已提供了從低端到高端，從邊緣到核心一條完整的產(chǎn)品線。2004年12月Juniper公司推出TXMetrix支持連接4臺T640路由器，提供T比特的解決方案。T640支持32個10G端口，提供32×10G×2共640G雙向交換能力。在2004年度，Juniper核心路由器市場份額上升了16％。
　　
　　2.思科公司產(chǎn)品
　　
　　思科公司是最大的路由器產(chǎn)品供給商，長期以來占據(jù)路由器市場主導地位。思科公司提供家用（小企業(yè)）的800、1700、1800系列，低端的2600、2800系列，多業(yè)務的3600、3700和3800系列，中高端的7200、7300、7400、7500和7600系列，高端的12000、12400和12800系列以及運營商級路由系統(tǒng)CSR-1。CSR-1單機支持4×10G×16×2共1.28T雙向交換能力，支持40G光接口，支持5機柜單一集群，最多72機架集群92T交換能力。CSR-1在2004年度推出，代表目前路由器產(chǎn)品最高水平。但是當前商用實例較少。
　　
　　3.華為公司產(chǎn)品
　　
　　華為公司是傳統(tǒng)電信設備制造商，在數(shù)據(jù)產(chǎn)品上也提供端到端全線解決方案。華為公司的路由器產(chǎn)品主要有QuidwayNetEngine20系列多業(yè)務高端路由器、Quidway Net Engine 40系列通用交換路由器、Quidway Net Engine 80系列核心路由器以及Quidway Net Engine 5000系列核心路由器。此外華為還有一些寬帶接入產(chǎn)品、無線接入產(chǎn)品、綜合業(yè)務接入產(chǎn)品等。華為最高端的核心產(chǎn)品是NE5000。當前NE5000單機支持2×10G×16×2共640G雙向交換能力。目前華為公司正預備推出支持4個10G端口的板卡，這樣單機架就能支持1.28T交換能力，集群后最大可擴展到80T。
　　
　　4.港灣公司產(chǎn)品
　　
　　港灣公司是數(shù)據(jù)產(chǎn)品的后起之秀，從事寬帶網(wǎng)絡通信技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)。港灣網(wǎng)絡是當前在數(shù)據(jù)通信領域能與華為公司全面競爭的為數(shù)不多的國內(nèi)廠家。當前港灣網(wǎng)絡產(chǎn)品主要有NetHammerM系列接入路由器、NetHammer M系列業(yè)務路由器、Net Hammer G系列骨干路由器、Power Hammer ESR系列多業(yè)務路由器和Power Hammer P系列核心路由器。港灣公司的P640路由器是我國國內(nèi)最早推出的交換能力雙向1.28T，單端口10G的路由器。但是當前港灣公司P640路由器每個接口只支持一個10G端口，因此實際對外表現(xiàn)為16×10×2共320G交換能力。當前港灣公司正在研究多機架互聯(lián)，以設備集群形式支持T比特交換能力。
　　
　　5.其他路由器產(chǎn)品
　　
　　除上述廠家產(chǎn)品外，商用核心路由器廠家還有上海貝爾－阿而卡特、Avici、日立、中興、NEC等。我國的清華比威、NDSC、烽火網(wǎng)絡、國防科大等單位也正在研發(fā)核心路由器。
　　
　　二、路由器設備發(fā)展趨勢
　　
　　由于近年來IP網(wǎng)絡的廣泛使用以及上述網(wǎng)絡與業(yè)務的新需求，路由器設備有了新的進展。
　　
　　1.接口趨向高速化
　　
　　在設計之初，路由器設備一個很大的作用就是適配高速的局域網(wǎng)與低速的廣域網(wǎng)。當時路由器端口相對昂貴，局域網(wǎng)使用交換機或者網(wǎng)橋組網(wǎng)，只有需要連接到廣域網(wǎng)時才設置路由器。因此路由器接口通常是局域網(wǎng)的10/100以太網(wǎng)、FDDI、令牌環(huán)以及廣域網(wǎng)N×64、2M的X.25接口、DDN、幀中繼接口等。
　　
　　隨著技術(shù)的進展，路由器成為IP網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)的核心設備。路由器需要越來越高速的接口來構(gòu)造寬帶骨干網(wǎng)。近年來路由器的局域網(wǎng)接口從10/100M以太網(wǎng)接口發(fā)展到千兆以太網(wǎng)接口，當前已出現(xiàn)10G以太網(wǎng)接口。廣域網(wǎng)接口從N×64k到2M，當前可選接口有155M接口、2.5G接口以及10G接口。千兆以太網(wǎng)以及10G以太網(wǎng)也走出局域網(wǎng)范圍，可以在城域網(wǎng)范圍使用。
　　
　　總體來看，2004年度接口高速化的主要體現(xiàn)是10GPOS接口和10G以太網(wǎng)接口的廣泛商用。當前40G接口尚不多見，只有思科聲稱支持。在2005年度，多數(shù)廠家主要努力方向是增加10G端口密度，實現(xiàn)單接口卡4個10G端口，單機64個10G端口。
　　
　　2.交換能力趨向海量化
　　
　　路由器是一個分組轉(zhuǎn)發(fā)設備。交換能力可以是每秒交換多少個分組，也可以是接口吞吐量折算成bit/s。為方便起見，這里采用實際接口吞吐量總和折算成等效背板交換能力來衡量路由器容量。
　　
　　最初路由器的實現(xiàn)是基于總線交換分組，交換能力通常很小。一般等效背板交換能力從幾百兆到幾個吉（G）的bit/s。隨著技術(shù)的進展，又出現(xiàn)了基于交叉矩陣、共享內(nèi)存實現(xiàn)的路由器。代表產(chǎn)品主要是思科的12000系列G比特路由器，一般等效背板交換能力為160G、320G或者640G。
　　
　　2004年度路由器容量增長主要體現(xiàn)于T比特路由器的出現(xiàn)。當前由于10G端口密度較小，40G端口基本沒有商用，單機真正能實現(xiàn)T比特交換容量的設備很少。大多數(shù)廠家都在向集群實現(xiàn)T比特交換能力的方向努力。
　　
　　總體來看，T比特交換能力設備的實現(xiàn)主要還是作為廠家技術(shù)能力和競爭力的體現(xiàn)。在運營商看來，T比特交換能力的需求還沒有真正出現(xiàn)。因此當前設備容量越來越大，T比特或者幾十T集群的設備只能是在未來寬帶應用真正廣泛應用后才有應用需求。
　　
　　3.越來越關注業(yè)務開展
　　
　　理論上說路由器只轉(zhuǎn)發(fā)IP分組，IP網(wǎng)絡只提供端到端的IP分組傳輸業(yè)務。互聯(lián)網(wǎng)是IP設備和業(yè)務分離的典型實現(xiàn)，所有高層應用與設備無關，無論是Web瀏覽還是郵件服務對路由器都沒有非凡要求。
　　
　　但隨著IP網(wǎng)絡的廣泛應用以及終端和業(yè)務的不斷IP化，IP網(wǎng)絡逐漸成為基礎信息網(wǎng)。用戶，非凡是企業(yè)用戶對IP專線以及IP虛擬專用網(wǎng)的需求越來越大。因此在IP網(wǎng)上提供虛擬專用網(wǎng)已成為運營商的重要業(yè)務。
　　
　　路由器對MPLS以及三層VPN和二層VPN的支持在前幾年都有實現(xiàn)，但是在2004年對MPLS和VPN的需求則得到了進一步的明確和增強。運營商在對路由器的旋轉(zhuǎn)中，都不約而同地把MPLS和VPN作為參考重點。相應各個設備提供商也都將MPLS與VPN作為設備重要賣點。
　　
　　總體來看，雖然IP網(wǎng)絡與業(yè)務是分離開的，但是運營商非常關注能夠直接在網(wǎng)絡設備上開展、能夠直接從企業(yè)盈利的的VPN業(yè)務。為滿足運營商需求，路由器設備在VPN上對業(yè)務的支持已成為路由器當前的一種發(fā)展趨勢。
　　
　　4.逐漸重視安全問題
　　
　　網(wǎng)絡安全是一個全方位的概念，主要包括網(wǎng)絡自身的安全、網(wǎng)絡服務提供安全、網(wǎng)絡用戶信息安全以及有害信息控制等方面。路由器作為主要網(wǎng)絡設備，與網(wǎng)絡自身安全有著直接的關系，對網(wǎng)絡用戶信息安全也可以起到一定的保障作用。
　　
　　最初的路由器設備安全主要是關注網(wǎng)絡設備自身的可靠性、重要部件的備份、網(wǎng)絡設備的電氣特性以及網(wǎng)絡設備的性能指標等。但隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的增長以及技術(shù)的進步，網(wǎng)絡安全保障對路由器設備又有了新的要求。
　　
　　當前路由器的設備安全以及對網(wǎng)絡安全的保障主要集中在以下幾個方面。
　　
　　（1）在控制層面。應在控制信息訪問控制、控制信息驗證、控制信息不可抵賴、控制信息保密、控制信息通信安全和控制信息完整性、私密性方面保障安全。
　　
　　（2）在治理層面。應在治理訪問控制、治理信息驗證、治理信息可審計、治理信息保密性、治理信息通信安全、治理信息完整性、私密性等方面保障安全。
　　
　　（3）在數(shù)據(jù)平面。應在資源可用性方面保障安全，確保授權(quán)用戶對設備的使用不會因為設備被攻擊而受到影響。
　　
　　此外，路由器設備入網(wǎng)測試以及運營商選型測試時都非凡增加了相關的安全測試選項與要求。因此從2005年開始，關于設備對網(wǎng)絡和信息安全的支持將成為網(wǎng)絡建設以及網(wǎng)絡業(yè)務中要考慮的問題。
　　
　　三、關于服務質(zhì)量保障
　　
　　服務質(zhì)量保障一直是IP網(wǎng)絡的一個缺陷。互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至今，IP網(wǎng)絡的服務質(zhì)量保障問題已受到運營商的極大重視，設備廠商也為此提出了不同的解決方案。
　　
　　從設備來看，保障服務質(zhì)量的技術(shù)手段主要有如下幾種：在輸入端口實現(xiàn)CAR機制，對超出合同的流量進行丟棄或者Remark；在輸出端口實現(xiàn)優(yōu)先級隊列，不同優(yōu)先級采用搶占資源或者加權(quán)分配；交換網(wǎng)絡上盡量實現(xiàn)無阻塞交換，防止因設備本身緣故而出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包；實現(xiàn)中解決隊頭阻塞問題，防止因流量模式而出現(xiàn)附加時延或丟包；實現(xiàn)RSVP協(xié)議對通道預留資源；實現(xiàn)MPLS基于RSVP的TE來規(guī)劃流量預留資源；增加接口帶寬，減小擁塞可能性；采用信令來調(diào)度資源，預留帶寬來保障服務質(zhì)量。
　　
　　從總體來看2004年度IP網(wǎng)絡以及路由器設備對服務質(zhì)量的支持沒有實質(zhì)性的進展。由于在當前網(wǎng)絡服務質(zhì)量保障上還沒有有效的手段，中國電信計劃建設CN2網(wǎng)絡，用確定流量流向的方式來承載商用IP業(yè)務；中國移動也計劃新建新的IP網(wǎng)絡來承載商用業(yè)務以及3G核心網(wǎng)等。基于信令來預留帶寬的服務質(zhì)量保證當前只是嘗試，尚未成為主流。
　　
　　四、展望
　　
　　在未來幾年內(nèi)，路由器的發(fā)展趨勢仍然是接口高速化、交換能力海量化、關注業(yè)務開展、關注安全、關注服務質(zhì)量等方面。但是在未來5～10年中，互聯(lián)網(wǎng)可能面臨革命性的變化。路由器可能順應變化支撐互聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展；也可能會被一個全新的設備替代。

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