在技術發展和業務發展的雙重驅動下,互聯網的發展已經進入新的階段—網絡帶寬需求開始又一個快速增長周期,而更深層次的變化是網絡上承載的業務的不斷多樣化。路由器,作為互聯網的核心器件,為了順應新的網絡需求,在結構和處理能力上都必須有新的發展變化。
以華為3Com NE80/NE40/NE20系列為代表的第五代路由器代表了新一代核心路由器的技術發展方向,而最新推出的NE5000系列T比特核心路由器,除了具備第五代路由器的要害技術特征之外,在容量、處理能力和可擴展性方面具備更強的優勢,是當前業界核心路由器的杰出代表。可以說自2002年問世以來,第五代路由器的技術發展與應用一直為業界所矚目,而其最新具備的一系列技術特征更是成為數據網絡技術新突破的亮點。
自第一臺路由器問世以來,從來沒有任何一個時期象現在這樣,業務和業務帶來的技術演進被如此重視。ip網絡在經歷了挫折和輝煌后,人們越來越清楚的熟悉到,IP網絡已經從單純的追求帶寬的時代走出,到了追求高品質業務的時代。當三網合一已經成為基本的業務需求,當3G、分布式網絡存儲甚至虛擬現實已經逐漸從科幻電影走入生活,IP網絡開始了一場由里及外的深刻變革,而首當其沖的,就是IP網絡的核心設備—骨干路由器。
從某種意義上講,過去我們習慣于從純技術的角度審閱IP網絡,大多數網絡專家都樂于就路由協議的具體細節或是報文封裝的格式發表觀點,而對隱藏于技術背后的業務需求的發展軌跡不甚關注。所謂第五代路由器的概念,對路由器的發展代別劃分實際上是源于對業務需求發展軌跡的追溯。我們看到,在歷史上各個階段,數據網的技術發展方向一直陷于“性能”和“功能”之間的矛盾中,形成一種悖論。而第五代路由器從根本上講,是為了解決這樣一個矛盾而出現的。第五代路由器采用NP(網絡處理器)承載報文轉發處理,順應了IP網絡實現高品質業務的需求,即在保障網絡性能的同時承載多業務處理。相比較于傳統的路由器的核心轉發器件CPU和ASIC,基于NP的架構更易于實現業務和性能的平衡。在獲得和ASIC相近的性能下,又同時具備業務能夠按需疊加升級的靈活性,而這一點在業務發展愈來愈快的未來網絡中顯得尤為重要。就當前而言,MPLS VPN、高品質QoS和IPv6成為了新的業務功能發展熱點。大多數傳統設備在實現這些新功能時顯得捉襟見肘,而第五代路由器依靠結構上具備的優勢,則很好的滿足了這些需求。
MPLS VPN目前已經是在IP骨干網絡上普遍應用的核心技術之一,其應用方向擴展到了包括安全隔離、VPN隧道傳送實現和流量工程等諸多方面。在MPLS技術領域,華為3Com公司VRP網絡操作系統除了支持業界主流的標準之外,還擁有HoPE(MPLS VPN中PE的分層體系結構)、VPN Aware TE/子隧道、PE-CE ISIS、LOCAL RT等多項專利技術,這些技術極大地增強了MPLS網絡的端到端服務質量、安全性、靈活性和擴展性,使華為3Com成為業界領先的MPLS解決方案提供商。秉承“以客戶需求為本、以用為本”的理念,華為3Com不斷從用戶應用模式中抽取新的需求,將其補充到MPLS VPN的整體框架中。華為3Com的NE80/NE40系列核心路由器在MPLS技術實現方面一直處于業界領先,并致力于積極推動MPLS VPN的廣泛應用。HoPE等專利技術的產品化、實用化進程也非常快。華為3Com的NE80/NE40系列核心路由器在MPLS VPN方面不斷的技術推進,已經成為國內MPLS VPN應用的強勁驅動力。
高品質QoS一直是IP業務領域一個懸置的課題,多年來沒有得到很好的解決。無論是早先提出的RSVP的方案還是Diffserv的模型,還是后來流行的MPLS TE,都沒有從根本上解決服務質量的問題。其實這些技術本身都具備很好的理念,之所以沒有得到規模實際應用,問題不在技術本身,而在于IP網絡組網模型的設計偏差。傳統的IP網絡被認為是由核心層、匯聚層和接入層構成的,而核心層也曾被戲稱為“傻瓜層”,意即核心設備只需支持高速轉發,最多只支持大顆粒的業務區分即可。如此一來,整個的端到端的QoS就成了斷裂的鏈條。從業務的角度重新熟悉,會發現實際上IP的QoS是非常依靠于骨干網設備的參與和傳送的,只有核心網絡設備和匯聚設備、接入設備在QoS流上形成由首至尾的協作,才能有效的實施QoS技術與策略,實現SLA。NP在多業務流處理方面能夠非常充分的發揮其優勢,使得骨干設備在處理大量復雜隊列調度、流量治理的同時并不損傷性能。華為3Com的NE80/NE40系列每塊接口卡可以處理5K個ACL,且ACL數量還可以通過軟件升級。而用戶無需關心和配置具體的調度算法,NE80/NE40會通過對各個流量參數的綜合評估自動選擇適用的調度算法,且可以支持2K個可保證隊列的同時調度。在NE80/NE40強大的支撐下,數據報文的轉發時延可以保持在50ms以內,完全可以滿足統一傳送視頻、數據和語音流等多業務的要求。
IPv6以其明顯的技術優勢被廣泛認可作為下一代互聯網絡的基礎,3G、數字家電等業務對IP地址的需求將會加快這個進程,而IPv6嵌入的對服務質量保障、安全的考慮也已經成為現實網絡的重要需求。進入到2004年以來,IPv6的商用進程明顯加快,我國更是以CNGI項目為框架,計劃基于IPv6構建我國下一代的數據網絡基礎。繼NE08/NE16系列支持IPv6之后,華為3Com的第五代路由器NE80/NE40/NE20系列于2004年4月份全面支持IPv6。至此,華為3Com的全系列路由器全面支持IPv6。而業界一些基于ASIC實現的高端路由器則在支持IPv6的節奏上明顯緩慢和困難。之所以能夠快速共享VRP平臺的IPv6特性,根本上是得益于基于NP的靈活軟件特性移植架構。目前,NE80/NE40/NE20系列路由器已經全面支持高速IPv6報文轉發、支持千兆線速NAT-PAT,支持基于雙棧模式或者純IPv6模式組建核心網,支持6TO4、4TO6的隧道手工或自動配置。后續隨著VRP平臺IPv6特性的不斷發展,IPv6的相關路由協議、IPv6的組播實現以及IPv6的相關擴展技術及應用如IPv6 ACL、MPLS for IPv6、Mobile IPv6等的快速興起將使得下一代骨干網絡愈加實用化。
NE80/NE40系列路由器在原有的規格與特性基礎上進行了相應的改進,以滿足更高的網絡要求。NE80提供了新一代的交換矩陣,交換容量達到512G、轉發性能達到400Mpps;NE40提供新一代256G的交換容量,轉發性能達到162Mpps。NE80/40系列新規格除了全面兼容原有的接口板卡和業務特性之外,還提供了10G線速接口,支持基于萬兆的骨干網互聯模式。NE40順應網絡邊緣扁平化的趨勢,提供高密的以太網接口卡等低速接口,使組網更加簡單經濟。軟件特性方面,IPv6的全面支持為NE80/NE40系列搏擊高端骨干網絡又增加了一個重量級的砝碼。NE系列的不斷改進升級,使業界真實的看到了第五代路由器的架構優勢在可持續升級方面的反映。而大量的NE80/NE40既有的用戶,更是真切感受到了其強大靈活的可持續發展能力在保護投資和簡化治理運營方面帶來的巨大好處。
NE20系列路由器是基于NP的高性能集中轉發路由器,按照業務槽位數分為NE20-2、NE20-4 、NE20-8三款。NE20系列路由器主要用于中大型企業網絡出口或是骨干網的邊緣設備。也可作為高性能的專線匯聚路由器。作為第五代路由器家族的新成員,NE20在業務功能特點上完全繼續NE80/NE40的技術特征,具備業務與性能的均衡,處理能力可以達到4.5Mpps。同時,NE20系列面向邊緣匯聚應用,在體系結構上采用了NP集中加速轉發,分布式總線處理的獨特架構,在具備提供高性能業務、豐富接口特性的同時又具備結構緊湊、成本低的優勢。相對于業界現有的基于CPU+共享總線的集中轉發路由器或是基于分布式CPU的分布轉發路由器,無疑具備更佳的性價比,會在未來的組網中占據重要的位置。
NE5000是第五代路由器家族的新貴,其要害的技術特征沿襲了NE80/NE40系列的特點,同時在體系結構上面向下一代的核心應用,設計了最多可擴展到80T的交換容量和靈活的疊加模式,單槽位的處理能力達到80G。NE5000沿襲了第五代路由器基于NP作為核心轉發的思路,配以高性能的ASIC作為輔助元件,使得路由器在T比特級實現了業務和性能的高度統一。目前,NE5000已經應用于中國電信國家骨干網ChinaNet的廣州核心節點,成為國內廠商首次進入國內主流運營商國家級干線的典范。可以說NE5000的出世如同當年NE80一樣,將會在IP骨干網絡市場領域掀起新一輪風暴。
從目前的技術發展趨勢來看,NP技術仍在快速的發展演進之中,并逐漸與高性能ASIC技術并列成為網絡設備硬件結構的兩大支撐點。在性能上,高端NP與高端ASIC的差距正在逐漸縮小,而從對業務演進的適應性來講,NP顯然更勝一籌。目前業界已經出現了基于NP技術基礎的多種產品形態,除了已經逐漸占據高端路由器的主流外,也在ASIC的主戰場高端交換機上以各種模式來改進高端交換機的業務能力,使其與路由器能夠更有機的結合起來構建一張具備強業務特性的骨干網。隨著技術發展,10G級別的NP已經成熟商用,40G級別的NP也即將推出,第五代路由器下一步的發展將會集中在下一代高性能的NP的采用上,從而使其產品系列更為寬泛完整。可以預見,基于10G或是40G級別NP處理的GSR/TSR產品將會在不久的將來推出市場并成為主流,而原有的基于CPU或是ASIC的路由器將會不斷的被系列的第五代路由器產品所替代。在IPv6作為下一代互聯網核心技術全面導入的過程中,第五代路由器更能夠發揮其業務方面的先天優勢,為網絡的平滑過渡作出重要貢獻。有理由相信,以華為3Com NE系列為代表的第五代路由器,將會越來越多的出現在互聯網的各個節點上。
華為3Com的NE80/NE40/NE20系列第五代路由器上市以來,迅速獲得了市場認可,并在2003年中國IP網絡大發展中扮演了重要角色,2003年下半年以來,更是在全球多個國家級IP干線頻頻擔綱。截至2004年3月底,NE80/NE40/NE20系列第五代路由器已經有逾1500臺廣泛應用于全球,承建了英國FiberNet、泰國Telecom Asia、德國金融全國骨干網以及中國電信廣東國干節點等50多個國家級骨干IP網絡。國內各大運營商、各大行業的省級骨干網節點更是大規模采用NE系列構建。可以說,“以用為本”作為華為3Com高端路由設備的核心理念,在實踐中獲得了很好的詮釋。短短的兩年時間,NE系列的推進步伐已經由中國擴展到全球,使華為3Com成為了全球主流的核心路由器供給商之一,并大有后來居上之意。而隨著第五代路由器在技術和系列化方面的全面進步,未來的應用前景必將更為廣闊。
同其它事物的發展一樣,IP網絡的發展也呈現出一種明顯的螺旋式上升的規律。IP網絡的發展歷程中誕生出萬千技術,但其中有一個很重要的規律就是—一種技術必須對應著一種應用,否則就很難找到長久存在的價值。假如說IP網絡已經走過了帶寬時代,開始跨入精細業務時代的話,那么我們審閱眼前林林總總的技術門類時的標準無疑就更清楚起來。第五代路由器技術從誕生到發展,一直嚴格遵循著著眼于業務、業務驅動技術的軌跡,所以一定會繼續在建設高品質IP核心網的時代大放異彩。
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