看看路由器的樣子

2019-11-05 00:45:12

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供稿：網友

　　隨著網絡流量的增長和網絡規模的擴大，如何提高路由器系統的擴展能力是下一代路由器需要解決的最要害問題之一。比較流行的解決思路來自于計算機集群系統——仿照大規模計算機集群系統，路由器的體系結構要進行重新設計，能夠讓多個獨立路由器通過內部的連接，而非通信接口連接，構成一個多機柜（multi-chasis）的路由器集群系統（router cluster system），在不影響性能的前提下，接近線性地擴充整個系統的交換容量，增加接口數目。這是下一代核心路由器產品的重要變化趨勢，其他的連帶技術（如高可用性支持）也大多和這個結構有著密切的關系。

　　結構越來越復雜

　　很顯然，路由器的結構發生了很大變化，從處理器的數量和連接方式上，結構發生很大變化：從單CPU路由器，到單總線多處理器路由器，再到后來的全分布式多處理器路由器，未來T比特路由器將會是多個機柜互聯。從交換結構來看，高端路由器主要采用共享存儲器結構、基于交換矩陣的虛擬輸出排隊結構(VOQ)、輸出排隊結構等。在T比特路由器結構中，采用多級交換結構互聯、立方體互聯、超級立方體互聯，期望達到大容量無阻塞交換。因此無論交換結構，還是整個路由器系統將越來越復雜。

　　全面支持ipv6

　　下一代互聯網和下一代網絡中，IPv6都是網絡的基礎協議，因此從協議角度看，從IPv4過渡到IPv6，是路由器面臨的最大協議變化，只有高端路由器全面提供了對IPv6的支持，才能保證這一技術的推廣和成熟。而要支持IPv6，需要高端路由器在路由表的設計、轉發結構的優化等多個方面有更復雜的結構，同時，IPv6帶來的大量應用也會加劇路由器成為網絡瓶頸的程度。總的來看，下一代高端路由器的研究與開發集中體現了許多網絡新技術的發展方向，它仍然是網絡領域中重點題目之一。

　　可靠性向高標準看齊

　　如何提高路由器的可靠性和穩定性是網絡用戶非凡是運營商最為關注的問題，希望用路由器組建的網絡可以支持高水平的業務。因此廠商們在致力于提供達到5個9穩定性的設備（99.999%的可靠性，意味著每年路由器中斷時間不超過5分鐘）。高可靠性協議方面的發展是近兩年協議發展的熱點問題之一，基于路由協議的擴展實現，通過在標準協議中增加一些對故障的容錯能力來取得可靠性的提高。或者通過MPLS等協議的快速路由保護功能實現，也有廠商通過對自身路由器代碼以及主備路由模塊之間的HA實現高靠性。

　　接口類型增多了

　　路由器接口變化有兩個方面：

　　·接口速率：OC48、 OC192等高速率POS端口廣泛應用于高端路由器。10GE以太網從標準推出后，目前已經為高端路由器廠商普遍采用。10GE和OC192 POS兼容的WAN PHY端口未來會在城域網得到大量應用。

　　·接口類型：POS和以太網成為高端路由器最廣泛應用的接口類型，某些廠商也采用PRR端口形成保護鏈路，或采用CWDM這樣的光接口，形成光網和IP網絡的融合。

　　價格與性能相關

　　除了表面的價格因素，用戶會考慮路由器的生命周期和運營治理成本，運營商往往3年就要更換路由器，假如能夠把路由器的生命周期延長到5～7年，會節省大量費用。同樣道理，具有高可靠性的產品通過穩定網絡帶來的好處會遠遠超出它的價格。

　　支持的業務多了

　　隨著語音和視頻等各種應用的Everything Over IP和所有網絡介質和傳輸機制對IP Over Everything的支持，處于運營商網絡邊緣的中端路由器逐漸演變為多服務路由器。具體表現在以下的兩個方面：

　　·由于網絡處理器和專用集成電路的采用，使得一些路由器所進行的工作遠遠超出業務的“匯集”。現在，多數的邊緣路由器更像一個IP業務交換機，可以生成二層和三層VPN，支持防火墻、以太網、VoIP等增值業務。

　　·寬帶網絡的持續迅猛發展，中端路由器能提供對語音和視頻的QoS支持，用MPLS實現一些ATM、幀中繼的功能，因此，采用這些中端路由器可以把一些原來由ATM和幀中繼傳送的業務轉移到MPLS網上。

　　增強了安全性

　　網絡上總有人在搞破壞，現在網絡攻擊頻繁發生，不但對網絡中的計算機終端進行攻擊，還對網絡的基礎設施路由器和交換機進行攻擊，網絡的隱患不但出現在應用層，還出現在網絡的第二層和第三層。作為骨干網邊緣和核心路由器，假如受到攻擊，導致宕機，就會中斷網絡的服務，給用戶尤其是電信運營商帶來慘重損失。目前中高端邊緣路由器具有自我保護和及時檢測網絡攻擊的能力。在中高端路由器上集成流量治理、IDS、IPS、防火墻等功能，而且有些廠商如思科，用硬件來實現這些安全功能，路由器的主CPU就能全力以赴負責數據的轉發，而網絡的安全檢測，就交給IDS、IPS、防火墻等各硬件功能模塊上的分CPU進行處理，這樣就不會對網絡的流量產生影響。假如用軟件實現IDS、IPS、防火墻功能，路由器的主CPU就要分出一部分來進行這些安全檢測，這就降低整個網絡的流量。

　　Internet的流量每12個月增長1倍，而路由器的容量每18個月才增長1倍。雖然內存的容量增加能夠和摩爾定律吻合，但是內存存取速度的提高遠不能達到這個指標，因為高速內存非常昂貴。因此，盡管路由器的性能一直在提升，但其提升的速度還是落后于網絡發展的速度。

　　多機柜互連的集群路由器結構示意

　　分布式Switching Fabric路由器

　　北電 MPE 9000系列路由器

　　獲獎理由：

　　北電網絡MPE9500專為滿足大中型中心局的流量需求而設計，具有性能高，轉發速度快的特性，是該產品系列的旗艦型號，能提供最為廣泛的配置。該平臺可在14個單元的機架空間（每個標準機架最多可容納3個單元）中提供80或160 Gbps的吞吐量。

　　MPE9000是北電網絡全新設計的硬件、軟件平臺，用于在IP/MPLS多業務網絡中提供融合的第二層和第三層的網絡業務。

　　北電網絡 MPE（Multiservice Provider Edge ） 9000系列目前提供兩種型號的產品，吞吐量在2.5 Gbps到 160 Gbps之間。它主要面向服務提供商提供以下業務：IP-VPN、因特網接入、MPLS上的第二層電路（VPWS Virtual Private Psudo-Wire Service）以及不同媒介（Eth/ATM/FR）的第二層業務互通、虛擬專用局域網業務(VPLS)、寬帶聚合以及增值業務等。MPE也可以部署于大型企業中的高可用性路由應用系統，或者服務于有線、無線運營商的網絡互通和基礎設備融合。

　　北電網絡MPE9200是中小型服務提供商中心局的理想之選，也適用于企業和無線網絡運營商。該平臺僅以5個單元高的機架（每個標準機架最多可容納8個單元），就能提供高達40 Gbps的交換容量。

　　思科 ISR集成多業務路由器

　　獲獎理由：

　　多業務如何在一個網絡設備中完美集成，思科給了很好的范例。ISR集成多業務路由器是思科公司自防御網絡安全戰略的一部分，這些產品采用了優化安全設計，內嵌了全面的網絡安全服務系列，為客戶提供了既可以迅速部署安全聯網業務并高速訪問要害業務應用，又能夠面向未來智能網絡應用的單一平臺及可擴展架構，并且在語音主干、站點密度、DSP數字信號處理和平臺性能等方面都取得了突破性進展，能夠為各類用戶提供經濟高效的語音與IP通訊解決方案。

　　當前，眾多企業用戶都期望能夠在一個單一平臺中高效集成數據、語音和安全服務，從而在加快網絡服務部署的同時，提供可靠的安全保護，并進而推動業務的增長。而且，在一個解決方案中集成數據、語音與安全服務，還可以簡化網絡部署、治理與維護，降低運行成本，提高運營效率。

　　思科公司的集成多業務路由器內置了VPN硬件加密和加速、用于簡化治理的2.0版SDM路由器與安全設備治理軟件、基于思科IOS網絡操作系統的VPN防火墻，并首次在路由器產品中內嵌了入侵防護系統，為網絡提供了此前不屬于這一市場的深層次防護。而且，用戶還可以通過選裝模塊獲得諸如VPN加速、增強的入侵防護、URL過濾等增強性網絡服務。

　　除內嵌安全性外，思科還在這些路由器產品中直接集成了業內領先的語音服務，為電話服務提供了最大限度的部署靈活性，同時，也在一個單一的系統平臺中提供了更高的數據和語音集成密度。

　　港灣 PowerHammer P640

　　電信級核心路由器

　　獲獎理由：

　　PowerHammer P640具有高性能、大容量的特點，是一款性能優越的電信級核心路由器，主要面向電信級骨干IP網絡、寬帶IP城域網核心網絡及行業用戶骨干核心網絡的發展與建設。

　　PowerHammer P640核心交換路由器，集成了港灣網絡在基礎網絡架構解決方案中的高性能標準，來組建高可靠性和多業務的IP核心網絡。采用世界最先進的硬件技術，使其能夠提供10G平臺高速包處理技術來增強海量業務處理能力。從業務驅動的角度實現IP核心網絡質的飛躍。PowerHammer P640 核心交換路由器具有極高的可靠性，它標志著電信級交換路由器在保證業務不間斷的可靠性方面的新高度，是全球極少數已經走向商用的基于10G平臺的核心交換路由器之一。 PowerHammer P640核心交換路由器的交換容量分別為640Gbps，可支持10Gbps接口板，可以做到10G接口40字節線速處理能力，具有先進的10G平臺系統構架和交換網絡、靈活的全分布硬件轉發處理、豐富的QoS特性、良好的業務支撐，可為廣域核心網絡、城域網提供卓越的10Gbps性能，充分滿足當前和未來在業務和大容量方面飛速發展網絡的需要。

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