ALL IP趨勢(shì)下的路由器發(fā)展

　　IP網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)承載，具備統(tǒng)一的協(xié)議和接口優(yōu)勢(shì)，可以快速拓展業(yè)務(wù)，簡化網(wǎng)絡(luò)層次，降低建設(shè)、運(yùn)維和業(yè)務(wù)營銷服務(wù)成本，簡化客戶關(guān)系管理，因此統(tǒng)一的IP承載網(wǎng)將可以支撐更大的業(yè)務(wù)規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

　　為了順應(yīng)這一變化，傳統(tǒng)IP承載網(wǎng)必須變革，才能實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)承載的目標(biāo)。路由器設(shè)備作為IP網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備，其安全性、可用性、可靠性對(duì)于國家安全、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會(huì)信息化建設(shè)均有重要影響。

　　IP網(wǎng)絡(luò)變遷趨勢(shì)下的路由器

　　由于近年來IP網(wǎng)絡(luò)的廣泛使用以及IP網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)承載的新需求，路由器設(shè)備有了以下新的發(fā)展趨勢(shì)。

　　接口趨向高速化

　　在設(shè)計(jì)之初，路由器設(shè)備一個(gè)很大的作用，就是適配高速的局域網(wǎng)與低速的廣域網(wǎng)。隨著技術(shù)的進(jìn)展，路由器成為IP網(wǎng)的核心設(shè)備。

　　路由器需要越來越高速的接口來構(gòu)造寬帶骨干網(wǎng)。目前商用的路由器已達(dá)到40Gbit/s，實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)突破100Gbit/s，即將達(dá)到電信號(hào)處理的極限。

　　交換能力趨向海量化和集群化

　　隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)越來越豐富，尤其是IPTV、移動(dòng)話音、P2P等業(yè)務(wù)的快速增長，骨干網(wǎng)對(duì)帶寬的需求越來越大。在過去幾年里，我國的干線業(yè)務(wù)量和帶寬需求的年增長率已經(jīng)超過200%，預(yù)計(jì)未來幾年的年增長率依然會(huì)高達(dá)100%左右。因此IP骨干網(wǎng)面臨著頻繁升級(jí)和擴(kuò)容的壓力，擴(kuò)展性成為可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸。

　　IP骨干網(wǎng)擴(kuò)展性問題中，最為關(guān)鍵的是核心路由器容量的擴(kuò)展問題。因?yàn)殡S著骨干網(wǎng)業(yè)務(wù)的高速增長，IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施每兩年左右就需要全面升級(jí)一次，運(yùn)營商已經(jīng)無法忍受這種頻繁的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)換代，迫切需要新一代可持續(xù)發(fā)展的超大容量路由器。這種“可持續(xù)性”主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，第一，容量可持續(xù)性：系統(tǒng)容量能夠持續(xù)平滑升級(jí)，實(shí)時(shí)滿足運(yùn)營商未來相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)的業(yè)務(wù)增長需求。第二，硬件可持續(xù)性：容量升級(jí)無需更換原有設(shè)備，所有硬件可持續(xù)使用，將升級(jí)對(duì)業(yè)務(wù)的影響降到最低。

　　逐漸重視安全問題

　　網(wǎng)絡(luò)安全主要包括網(wǎng)絡(luò)自身的安全、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供安全、網(wǎng)絡(luò)用戶信息安全以及有害信息控制等方面。而路由器作為網(wǎng)絡(luò)主要設(shè)備，與網(wǎng)絡(luò)安全有著直接的關(guān)系，對(duì)網(wǎng)絡(luò)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(shè)備安全主要是關(guān)注網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自身的可靠性、重要部件的備份、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電氣特性以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能指標(biāo)等。隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的增長以及技術(shù)的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)安全保障對(duì)路由器設(shè)備又有了新的要求。

　　在控制層面，應(yīng)在控制信息訪問控制、控制信息鑒別、控制信息可用性、控制信息不可抵賴、控制信息通信安全和控制信息完整性、私密性等方面保障安全。

　　在管理層面，應(yīng)在管理上述要求各方面保障安全。

　　在數(shù)據(jù)平面，應(yīng)在資源可用性方面保障安全，確保授權(quán)用戶不會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)遭受流量沖擊而造成網(wǎng)絡(luò)不可用。

　　支持IPV6

　　當(dāng)前以IPv4為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)仍然面臨著許多重要的問題，它們阻礙了互聯(lián)網(wǎng)在其他領(lǐng)域中更為廣泛和深入的應(yīng)用，其中，可擴(kuò)展性和安全性最為突出。由于地址空間的限制，互聯(lián)網(wǎng)在規(guī)模上的可擴(kuò)展性即將走到盡頭。而由于互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)方面的缺陷，安全問題日益突出，限制了互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

　　從九十年代中開始，世界各國都開始關(guān)注以IPv6為基礎(chǔ)的下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究。目前，下一代互聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，全球IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)正在形成。美國政府宣布2008年完成向IPv6過渡。IPv6網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和應(yīng)用軟件不斷推出，主流的路由器設(shè)備和廠商都已經(jīng)支持IPv6協(xié)議。

　　路由器可重構(gòu)化趨勢(shì)

　　在互聯(lián)網(wǎng)中，由于在網(wǎng)絡(luò)可控制、可管理、可擴(kuò)展、可運(yùn)營和高可信方面將會(huì)有強(qiáng)大的功能需求，傳統(tǒng)的路由器體系架構(gòu)難以應(yīng)對(duì)趨勢(shì)發(fā)展。而可重構(gòu)的路由器設(shè)備由于體系結(jié)構(gòu)的開放性，在各模塊間接口的標(biāo)準(zhǔn)性和高可信方面，無論是功能還是性能的擴(kuò)展都非常方便，從而可以輕松添加各種復(fù)雜的控制功能，滿足下一代互聯(lián)網(wǎng)對(duì)路由器智能化的需求。針對(duì)這些需求，國內(nèi)外相關(guān)先期研究主要體現(xiàn)在如下方面。

　　在體系結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)化方面，2001年開始，IETF為了制定開放架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)件標(biāo)準(zhǔn)體系，專門成立了“轉(zhuǎn)發(fā)和控制分離(ForwardingandControlElement Separation，F(xiàn)orCES)”工作組，使用了一個(gè)簡潔的開放體系結(jié)構(gòu)，即把系統(tǒng)分成轉(zhuǎn)發(fā)和控制兩個(gè)層面，實(shí)現(xiàn)了最基本的控制軟件和轉(zhuǎn)發(fā)硬件間的物理分離和模塊開放。ForCES的轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離結(jié)構(gòu)是目前最受關(guān)注的開放架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)件基本體系結(jié)構(gòu)方案。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)為可編程、可擴(kuò)展數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)提供了良好的基礎(chǔ)，支持多協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)、QoS保證、安全控制等功能擴(kuò)展，支持10G以上接口的線速轉(zhuǎn)發(fā)等，目前主要有Intel、AMCC、Hifn、Motorola等公司的產(chǎn)品。

　　在路由器軟件體系結(jié)構(gòu)方面，可擴(kuò)展性研究主要集中在功能模塊化設(shè)計(jì)和路由協(xié)議分布式計(jì)算兩個(gè)方面。通過不同的操作系統(tǒng)進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)路由協(xié)議和路由管理，并運(yùn)行在不同的控制板上，實(shí)現(xiàn)基本的分布式處理；通過研究路由行為，提出了分布式路由框架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)路由協(xié)議的分布式處理，如Zebra系統(tǒng)、Scou、Click以及RouterPlugin等方法主要是針對(duì)路由器功能級(jí)別的可擴(kuò)展性。

　　路由器和光的融合

　　路由器和光無縫融合，其中光對(duì)流量進(jìn)行智能調(diào)動(dòng)和疏導(dǎo)，提高整網(wǎng)的吞吐量；統(tǒng)一控制平面、統(tǒng)一網(wǎng)管大大降低運(yùn)維壓力；在保護(hù)能力方面，光和路由器聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)更高更快速的鏈路保護(hù)能力。IP和光的融合和統(tǒng)一控制，是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

　　借助智能光網(wǎng)絡(luò)控制平面，網(wǎng)絡(luò)的可靠性得到提高，同時(shí)也可快速提供新的帶寬業(yè)務(wù)如光虛擬專網(wǎng)OVPN、帶寬點(diǎn)播BOD等，也可為網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維帶來效率的提升和成本的降低。UNI、GMPLS等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的制定和完善也必將推動(dòng)IP和光的融合進(jìn)程。

　　關(guān)注綠色環(huán)保

　　越來越多的廠家，利用綠色環(huán)保理念融入產(chǎn)品的設(shè)計(jì)幫助運(yùn)營商持續(xù)降低運(yùn)營成本，而運(yùn)營商也把功耗作為路由器一個(gè)重要的考核指標(biāo)。

　　IP骨干網(wǎng)持續(xù)發(fā)展新動(dòng)力

　　隨著ALLIP的技術(shù)變革，業(yè)務(wù)模式以及商業(yè)模式的嬗變促使著運(yùn)營商以前所未有的加速度進(jìn)行帶寬的基礎(chǔ)建設(shè)。如何滿足運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)大容量、平滑擴(kuò)展的需求，各個(gè)廠商提出一系列大容量、高速接口的市場(chǎng)引導(dǎo)方案。

　　順應(yīng)IP網(wǎng)絡(luò)變遷的發(fā)展，華為推出了業(yè)界最高端的核心路由器產(chǎn)品NE5000E。該產(chǎn)品的核心路由集群系統(tǒng)采用尖端的路由集群技術(shù)，是業(yè)界第一個(gè)10T比特級(jí)的集群系統(tǒng)，能充分滿足運(yùn)營商下一代網(wǎng)絡(luò)對(duì)帶寬、業(yè)務(wù)質(zhì)量發(fā)展的需求。該系統(tǒng)具備業(yè)界創(chuàng)新性的ISHE(In-serviceHardwareExpansion)特性，無需更換任何硬件，系統(tǒng)端口容量可從1.28T平滑擴(kuò)展到80T，滿足運(yùn)營商持續(xù)發(fā)展的業(yè)務(wù)需求，擴(kuò)展靈活。同時(shí)，該系統(tǒng)貫穿綠色設(shè)計(jì)理念，采用華為自主研發(fā)的節(jié)能ASIC核心芯片，集成度高，能降低高達(dá)40%的功耗。

　　在未來幾年內(nèi)，路由器的發(fā)展趨勢(shì)將仍然是接口高速化、交換能力海量化、業(yè)務(wù)多樣化、關(guān)注環(huán)保、關(guān)注安全等方面。隨著IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和所承載業(yè)務(wù)的增加，其對(duì)核心路由器的要求也在不斷提高。核心路由器經(jīng)過十幾年的蓬勃發(fā)展，而今正邁入“花樣年華”，正如中國電信有關(guān)專家所言：“電信骨干流量每年增長接近200%，而在未來的幾年內(nèi)，骨干承載網(wǎng)絡(luò)的帶寬和速率仍然會(huì)維持目前的強(qiáng)勁增長勢(shì)頭，高速率接口、多機(jī)框級(jí)聯(lián)等新技術(shù)會(huì)在一兩年之內(nèi)得到普及應(yīng)用。”

　　在不遠(yuǎn)的將來，新一代的核心路由器將伴隨我們走向更寬廣的IP之路。