隨著信息化進(jìn)程的加快，各企業(yè)用戶由于運(yùn)行環(huán)境、業(yè)務(wù)特點(diǎn)等不盡相同，其網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式也是千差萬別，對(duì)路由器產(chǎn)品的業(yè)務(wù)需求也越來越多、越來越復(fù)雜--除了傳統(tǒng)的ACL、NAT、橋、DLSw、組播、備份等路由器特性以外，新一代企業(yè)網(wǎng)核心路由器還必須在QoS、MPLS、多種方式VPN(L2TP、GRE、ipSEC、MPLS VPN)、DCC、語(yǔ)音等特性方面均予以充分支持，這給企業(yè)網(wǎng)核心設(shè)備--路由器帶來了新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

目前，有些路由器存在這樣一種現(xiàn)象--跑轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)的測(cè)試性能很高，基本能達(dá)到200-300Kpps，即大約200MHz的端口吞吐流量；但啟動(dòng)防火墻、NAT、QoS等業(yè)務(wù)時(shí)，性能損失卻非常厲害，一般都會(huì)下降一半以上。

產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因在于企業(yè)網(wǎng)路由器采用的集中式轉(zhuǎn)發(fā)體系架構(gòu)存在一些固有的缺陷。首先，由于集中式處理系統(tǒng)具有天然的成本優(yōu)勢(shì)，因此企業(yè)網(wǎng)路由器普遍還是采用單CPU系統(tǒng)、各單板共享系統(tǒng)總線的集中式處理架構(gòu)。

圖1 傳統(tǒng)的集中式路由器系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單示意圖

如圖1所示，1、2、3分別代表三條不同的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)路徑。很明顯，系統(tǒng)的主要瓶頸在于CPU的處理能力和共享總線的性能。其中CPU的處理性能主要與CPU主頻和體系結(jié)構(gòu)有關(guān)，共享總線一個(gè)非常大的問題就是效率不高。一方面，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)要經(jīng)過兩次總線，導(dǎo)致總線帶寬浪費(fèi)；另一方面，各單板對(duì)總線的爭(zhēng)奪帶來額外的開銷，非凡是單板數(shù)量較多時(shí)，這種競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系會(huì)越來越嚴(yán)重。比如說，對(duì)于目前企業(yè)網(wǎng)路由器中廣泛采用的PCI總線來說，理論上帶寬為1Gbps，但實(shí)際可利用帶寬只有30%左右，即300Mbps。小包時(shí)，性能更低。

一般而言，當(dāng)系統(tǒng)中所有環(huán)節(jié)都是瓶頸時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)是最優(yōu)化的。因此，多數(shù)廠家在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，CPU的性能與總線設(shè)計(jì)和路由器的規(guī)格是基本相當(dāng)?shù)模ㄈ?00-200Kpps轉(zhuǎn)發(fā)性能的企業(yè)網(wǎng)路由器，一般采用一條PCI總線，CPU主頻在200－300MHz左右），此時(shí)系統(tǒng)的瓶頸在于系統(tǒng)總線和CPU。當(dāng)然，這只是轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)的性能測(cè)試情況。

由于路由器系統(tǒng)的負(fù)載并不是一直平衡的，一旦路由器啟動(dòng)防火墻、VPN、NAT、 QoS等業(yè)務(wù)，CPU將成為要害瓶頸所在--假如CPU性能不能滿足這些業(yè)務(wù)的處理要求，系統(tǒng)性能將有一個(gè)很大的下降，一般都會(huì)損失一半以上的性能（我們平常在產(chǎn)品廣告上看到的路由器性能實(shí)際上為轉(zhuǎn)發(fā)性能，都是不帶業(yè)務(wù)情況進(jìn)行測(cè)試的，并不能反映帶業(yè)務(wù)處理能力）。

Quidway®AR46系列路由器在初開發(fā)階段就定位為新一代企業(yè)網(wǎng)核心路由器，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了帶業(yè)務(wù)時(shí)對(duì)路由器性能的影響--為規(guī)避CPU的瓶頸，Quidway®AR46系列路由器采用更高性能的PowerPC RISC CPU，主頻達(dá)到733MHz，處理能力一下提升到業(yè)界同類產(chǎn)品的三倍左右。這樣，路由器在處理各種復(fù)雜業(yè)務(wù)時(shí)就具有足夠的處理能力，確保了啟動(dòng)復(fù)雜業(yè)務(wù)時(shí)保持100M、155M等接口的線速轉(zhuǎn)發(fā)。

另外，為有效降低各單板對(duì)總線的競(jìng)爭(zhēng)所帶來的性能和效率下降，Quidway®AR46系列采用了獨(dú)特的系統(tǒng)雙總線架構(gòu)，即CPU通過交換式系統(tǒng)芯片驅(qū)動(dòng)兩條獨(dú)立的PCI總線，這兩條總線之間完全獨(dú)立，各提供1Gbps的理論系統(tǒng)帶寬，與CPU和內(nèi)存之間的互連采用無阻塞交換式架構(gòu)，這樣既確保了各接口單板與系統(tǒng)的高速通道，也保證了路由器帶多個(gè)業(yè)務(wù)接口單板的能力。

圖2 AR46系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

華為3Com Quidway®AR46系列同時(shí)在系統(tǒng)芯片上直接引出兩個(gè)固定的FE端口，這兩個(gè)FE口也是通過交換架構(gòu)與CPU和內(nèi)存之間進(jìn)行互連，不存在總線瓶頸，從而確保了線速轉(zhuǎn)發(fā)。目前，Quidway®AR46系列路由器可達(dá)到350Kpps（155M端口線速轉(zhuǎn)發(fā)），并可做到啟動(dòng)復(fù)雜業(yè)務(wù)時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)性能不下降，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于業(yè)界主要的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品。

作為新一代企業(yè)網(wǎng)核心路由器，Quidway®AR46系列采用全模塊化結(jié)構(gòu)，接口模塊、電源模塊，包括主板等都可進(jìn)行方便的更換，升級(jí)也變得十分方便和靈活。而且，通過對(duì)主板的升級(jí)，Quidway®AR46系列路由器還能很快提供2Mpps的帶業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)性能，系統(tǒng)總線帶寬可提升4-8Gbps，更好滿足了企業(yè)網(wǎng)用戶的需要。