IP路由技術——真的需要40G嗎?

2019-11-05 00:29:49

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供稿：網友

　　是大廈就需要堅固的地基。越來越多的人傾情于ip電信網美好藍圖，但是同樣的問題也擺在它面前。
　　
　　要達到融合網絡目標的重要前提是IP網絡要足夠健壯、具備高性能。這一目標讓世界上頂尖的IP網絡專家們“夜不能寐”，在網絡技術領域看似成熟穩定的路由技術仍然需要多方面的創新與嘗試。
　　
　　日前，國際知名獨立實驗室EANTC、思科公司和中國主要電信運營商的技術專家聚集一堂共同探討IP路由技術的發展趨勢。而話題則圍繞著去年思科推出的CRS-1系統和去年美國在線媒體LightReading組織的一次核心路由器公開比較測試展開的。
　　
　　40G路由器公開比較測試
　　
　　LightReading是美國一家在IP和光通信領域非常知名的在線媒體。它的引人之處之一是其組織的網絡和電信設備公開比較測試。
　　
　　LightReading從不給市場領先者——比如思科留什么面子。2001年，它曾經委托美國知名的測試公司NetworkTest進行了一次核心路由器的公開比較測試，那時關注焦點在10G POS接口，測試報告突出的一點就是Juniper贏得了測試。而其他幾次涉及邊緣路由器等產品的測試，雖然思科沒有參加，但是文章中卻無情的提到思科產品的軟肋在哪里。
　　
　　去年LightReading組織了新一輪的核心路由器公開比較測試，此次測試將焦點放在了諸如40G PoS(Packet over SONET/SDH)接口等面向未來IP電信網設備需求的測試指標上。并向業界主要的核心路由器廠家思科、Juniper、Avici這樣的公司發出了邀請。最終只有思科公司參加了此次測試。思科于去年5月份公布，8月份正式供貨的CRS-1的測試結果顯示，它能夠滿足未來電信運營商的需求。
　　
　　這次測試委托歐洲知名的網絡測試實驗室EANTC完成，這家實驗室位于德國，它主要為世界上知名的電信運營商、客戶提供測試服務，比如德國電信……同時也為廠商和媒體提供測試服務，它曾經是德國《Network World》的重要測試合作伙伴。此次測試耗時半年多，作為測試的實施者方案的制定者，EANTC花費了大量的時間在前期的測試方法調研和制定上，他們和世界上五家知名的電信運營商進行交流，比如Fibernet、MCI、SBC，了解他們心目中認為未來的電信運營商路由器要達到什么樣的目標。最終在思科和安捷倫公司的配合下，完成了世界上首次40G PoS接口路由器的公開比較測試。
　　
　　需要40G嗎？
　　
　　需要40Gbps嗎？在思科發布CRS-1的時候，有人在質疑是否會需要40G PoS的接口。這也是我們關心的話題，究竟一些公司沒有能夠參加此次測試的原因之一是沒有40G PoS接口。
　　
　　EANTC實驗室的專家Carsten Rossenhoevel告訴記者，在與電信運營商進行溝通的時候，很多人認為40G很必要。很多世界頂級運營商骨干節點之間已經采用多條10G PoS捆綁的連接方式，這既浪費鏈路資源同時帶來治理維護等諸多不便。國內運營商也有類似情況。像CRS-1那樣能夠支持IPv4/v6的線速轉發的路由器，運營商現在也是需要的。而諸如組播、更多不影響性能的ACL、快速路由收斂和QoS也是運營商需要的。
　　
　　軟件
　　
　　除了性能，CRS-1還在很多領域為建設健壯IP電信網做了更多細心的設計。
　　
　　為了保證多機箱系統能夠更強的路由處理能力，CRS-1提供了附加的專用路由處理引擎，提高路由協議的處理速度，并且能夠在多個路由處理引擎之間進行負載均衡和冗余備份。
　　
　　另外，IOS-XR在設計上考慮到了分布式計算的特性，可以通過多個路由計算平臺的負載均衡，從而提高路由協議的處理計算能力。在網絡發生變化的時候，可以迅速完成收斂。
　　
　　為了提高CRS-1系統的安全性，除了轉發引擎可以設置大量的ACL，且保證性能的同時，還在路由器的轉發平面和路由控制平面之間加入了硬件的防火墻，確保路由器的控制平臺不受攻擊的影響……
　　
　　作為運營商使用的核心路由器CRS-1采用了和以往思科路由器不同的軟件系統IOS-XR。Carsten提到在測試CRS-1的IPv4/IPv6轉發性能時，思科工程師發現其NP的轉發引擎在這一測試中沒有發揮出最大的效能，通過微代碼的優化可以提高轉發的性能。整個升級的過程中，沒有導致路由器的宕機。他說比較以往的IOS，IOS-XR采用了類似UNIX的軟件設計特性——微內核、模塊化設計，這樣IOS-XR不再像以前的IOS那樣不同的功能模塊就會需要不同的版本，而且可以在線引入新的模塊，在線把有問題的進程殺掉，不會導致整個系統的死機。而思科的工程師介紹說，由于采用內存保護等多項技術，IOS-XR整個系統死機的可能性很低。Carsten認為新的IOS-XR比較以往的版本有更好的特性。
　　
　　CRS-1在軟件設計上還有很多有益的功能特性，比如可以利用腳本生成大量的BGP策略，從而減輕配置的難度。
　　
　　據思科公司介紹，IOS-XR已經不是CRS-1專用的系統，現在已經可以在GSR系列路由器上使用，并已經有運營商在自己的GSR路由器上使用和測試這一軟件。而CRS-1在去年8月份正式發貨開始，已經裝備了多個電信運營商的網絡，比如意大利電信、Yahoo BB等等。一些電信運營商已經開始在測試CRS-1的多機箱系統。
　　
　　網絡優化
　　
　　網絡上必然會出現連路中斷、設備死機的問題。路由器、路由協議的好處就是通過協議的算法，能夠實現自動恢復，自動計算和發現新的路徑，這樣的網絡具備更大的健壯性。
　　
　　但是同樣的問題在于，網絡是否能夠快速的收斂。對于過去數據網絡來說，幾十秒、幾分鐘甚至更長的全網收斂時間尚可以接受，但是對于未來的語音、數據融合網絡來說，這樣的速度很難以接受。除了設備本身的可靠性設計、更強的路由處理計算能力以外，網絡的設計也應該考慮相關的因素。
　　
　　思科的技術專家還利用這個機會和與會的中國專家交流了如何在網絡設計上，減少網絡收斂需要的時間。思科的技術專家用多個測試例來證實，多個BGP 自治域之間，或者一個自治域與另一個自治域之間，自治域內，在網狀、環狀、雙鏈路的不同拓撲下，采用不同的協議可以在設備中斷、鏈路中斷的情況下快速收斂。
　　
　　對于未來的融合網絡來說，看來不僅僅網絡設備很重要，而網絡的設計和優化也有著非常重要的作用。
　　
　　CRS-1的測試結果令人滿足
　　
　　■ iMIX 的線速轉發，80ns。
　　
　　■ 在路由器每個端口進出方向每個端口個加5000條ACL，不影響轉發
　　
　　■ 400G的組播轉發
　　
　　■ 150萬路由在18秒進行收斂
　　
　　■ 優秀的CoS和整形測試結果
　　
　　■ 87000個M
　　
　　PLS隧道測試

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