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核心路由器:群雄争锋集群技术

    编者按:如今,代表下一代网络技术的重要标志就是核心路由技术,而下一代核心路由器的发展趋势将是什么呢?可以看到,Cisco、H3C、Juniper等路由厂商,将目光转向了路由集群技术……

  中国从1994年进入互联网开始,至今已经在高低起伏和不断探索中走过了10余年。互联网应用也从最初的聊天,电子邮件,Web浏览,发展到今天的P2P下载,视频聊天、播客等,无论是从应用模式,还是网络流量,都发生了翻天覆地的变化。

    如今,互联网应用已经深入人心,大大地改变了人们的生活模式。据统计,截至2007年6月,中国网民总人数达到1.62亿,平均每周上网18.6小时。相应地,互联宽带网络的设备能力也在不断地提升,尤其是骨干网的核心高端路由器。IP网络的电信化对高端核心路由器在容量、安全可靠性、多业务承载能力等方面提出了极高的要求,骨干网核心路由器必须具有良好的扩展性和升级能力,以适应互联网多变、飞速发展的趋势。

    核心路由器的四大发展趋势

  高性能核心路由器代表着互联网的发展方向,也最能体现出设备厂商的技术水平。回顾核心路由器的发展历程,分析目前主流路由产品的功能特征,可以看出目前核心路由器的技术发展趋势主要有以下几个方面:

  (1)容量越来越高,端口类型增多:主要表现为槽位数的提高和线卡高密度化。首先端口能力从2.5G提升到10G,再从10G提升到40G。另外,接口类型也逐步增多,10GE、PRR和CWDM等端口都有相应的市场。

  (2)安全可靠性大幅提高:在网络发展初期,由于流量较小,网络攻击也没有现在这么频繁,路由器设备的安全问题主要体现在其自身的安全可靠性上,包括重要部件的冗余、网络设备的电气特性等。随着网络的不断发展和多业务需求的增加,网络安全保障对路由器的安全可靠性提出了更高的要求,包括对网络攻击的防范和感知。

  (3)系统架构逐步完善:从第一代单总线单CPU发展到第二代单总线主从CPU、之后经历了第三代单总线对称式多CPU和第四代多总线多CPU,到目前的第五代共享内存式和第六代交叉开关体系。而在交换结构方面,高端路由器主要采用共享内存结构,T比特大容量路由器多数采用多级交换结构,以实现未来扩展到大容量无阻塞交换。

  (4)提升服务质量QoS:运营级的IP网络必须能够承载多种业务,同时保证端到端的QoS。对于无连接的IP网络来说,实现服务质量保障一直是个棘手的问题。近年来,IP网络的服务质量保障问题已经得到运营商的极大重视,设备厂商也为此提出了不同的解决方案。目前,保障服务质量的技术手段主要有如下几种:对流量进行整形、重排;解决头阻塞问题;实现交换结构的无阻塞交换等。 

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   核心路由催生集群技术

  路由器集群,又叫路由器矩阵或多机框互联(Multi-Chassis),简单来说,就是将多台路由器互联起来,形成一套逻辑上一体的路由器系统。集群技术的产生,主要有两个直接的原因:首先,单机容量逐步发展到极限;其次,超级节点的产生使得网络结构越趋复杂,运维管理难度加大。

  3.1 单机容量到达极限

  近年来,路由器技术发展很快,容量有了大幅度的提升,具体表现为槽位数量的增多、每槽交换能力的提升以及板卡端口密度的不断提高。设备厂商每年推出的新路由器,都是朝着这个方向发展。例如Cisco的GSR 12000系列,从最初的GSR 12404,到目前的GSR 12816,转发容量大幅度提高,端口能力也从2.5G提升到了10G。目前最高速率的端口40G(OC768)也已经面市。随着路由器在网络中地位的不断提高,路由器的发展也达到了前所未有的高峰。Cisco推出的CRS-1 16插槽路由器单机,以及Juniper的T640,容量都达到了640Gbps,是目前市面上比较高端的单机路由器。

  对于核心层路由器来说,除了具备快速转发的能力、高安全稳定性之外,更重要的是,容量足够大、可扩展强。然而,互联网流量的发展都是远远超过设备容量更新的速度。如图1所示,互联网流量每12个月增长1倍,而路由器的容量每18个月才增长1倍。对于单台路由器来说,其扩展是有一定限制的,需考虑光器件的发展成熟度,以及电源、散热、机房承重等方面,而且也无法超越流量增长的摩尔定律。目前单台路由器的开发技术已经逐步发展到极限,路由器的发展需寻求一个新的出路。

    图1 流量增长和设备更新速度的对比

 

   

    
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本文来源:天下网吧 作者:网吧方案

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