ALL IP趨勢下的路由器發(fā)展

　　IP網(wǎng)絡(luò )的多業(yè)務(wù)承載，具備統一的協(xié)議和接口優(yōu)勢，可以快速拓展業(yè)務(wù)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )層次，降低建設、運維和業(yè)務(wù)營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)成本，簡(jiǎn)化客戶(hù)關(guān)系管理，因此統一的IP承載網(wǎng)將可以支撐更大的業(yè)務(wù)規模經(jīng)濟。

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

　　IP網(wǎng)絡(luò )變遷趨勢下的路由器

　　由于近年來(lái)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，路由器設備有了以下新的發(fā)展趨勢。

　　接口趨向高速化

　　在設計之初，路由器設備一個(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(zhù)技術(shù)的進(jìn)展，路由器成為IP網(wǎng)的核心設備。

　　路由器需要越來(lái)越高速的接口來(lái)構造寬帶骨干網(wǎng)。目前商用的路由器已達到40Gbit/s，實(shí)驗室已經(jīng)突破100Gbit/s，即將達到電信號處理的極限。

　　交換能力趨向海量化和集群化

　　隨著(zhù)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(lái)越豐富，尤其是IPTV、移動(dòng)話(huà)音、P2P等業(yè)務(wù)的快速增長(cháng)，骨干網(wǎng)對帶寬的需求越來(lái)越大。在過(guò)去幾年里，我國的干線(xiàn)業(yè)務(wù)量和帶寬需求的年增長(cháng)率已經(jīng)超過(guò)200%，預計未來(lái)幾年的年增長(cháng)率依然會(huì )高達100%左右。因此IP骨干網(wǎng)面臨著(zhù)頻繁升級和擴容的壓力，擴展性成為可持續發(fā)展的重要瓶頸。

　　IP骨干網(wǎng)擴展性問(wèn)題中，最為關(guān)鍵的是核心路由器容量的擴展問(wèn)題。因為隨著(zhù)骨干網(wǎng)業(yè)務(wù)的高速增長(cháng)，IP網(wǎng)絡(luò )基礎設施每?jì)赡曜笥揖托枰嫔壱淮?，運營(yíng)商已經(jīng)無(wú)法忍受這種頻繁的網(wǎng)絡(luò )升級換代，迫切需要新一代可持續發(fā)展的超大容量路由器。這種“可持續性”主要體現在兩個(gè)方面，第一，容量可持續性：系統容量能夠持續平滑升級，實(shí)時(shí)滿(mǎn)足運營(yíng)商未來(lái)相當長(cháng)時(shí)間內的業(yè)務(wù)增長(cháng)需求。第二，硬件可持續性：容量升級無(wú)需更換原有設備，所有硬件可持續使用，將升級對業(yè)務(wù)的影響降到最低。

　　逐漸重視安全問(wèn)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(hù)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 )主要設備，與網(wǎng)絡(luò )安全有著(zhù)直接的關(guān)系，對網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)信息安全也可以起到一定的保障作用。

　　最初的路由器設備安全主要是關(guān)注網(wǎng)絡(luò )設備自身的可靠性、重要部件的備份、網(wǎng)絡(luò )設備的電氣特性以及網(wǎng)絡(luò )設備的性能指標等。隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)規模的增長(cháng)以及技術(shù)的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò )安全保障對路由器設備又有了新的要求。

　　在控制層面，應在控制信息訪(fǎng)問(wèn)控制、控制信息鑒別、控制信息可用性、控制信息不可抵賴(lài)、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，應在管理上述要求各方面保障安全。

　　在數據平面，應在資源可用性方面保障安全，確保授權用戶(hù)不會(huì )因為網(wǎng)絡(luò )遭受流量沖擊而造成網(wǎng)絡(luò )不可用。

　　支持IPV6

　　當前以IPv4為基礎的互聯(lián)網(wǎng)仍然面臨著(zhù)許多重要的問(wèn)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用，其中，可擴展性和安全性最為突出。由于地址空間的限制，互聯(lián)網(wǎng)在規模上的可擴展性即將走到盡頭。而由于互聯(lián)網(wǎng)設計方面的缺陷，安全問(wèn)題日益突出，限制了互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展和應用。

　　從九十年代中開(kāi)始，世界各國都開(kāi)始關(guān)注以IPv6為基礎的下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究。目前，下一代互聯(lián)網(wǎng)試驗網(wǎng)絡(luò )規模不斷擴大，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(guò)渡。IPv6網(wǎng)絡(luò )設備和應用軟件不斷推出，主流的路由器設備和廠(chǎng)商都已經(jīng)支持IPv6協(xié)議。

　　路由器可重構化趨勢

　　在互聯(lián)網(wǎng)中，由于在網(wǎng)絡(luò )可控制、可管理、可擴展、可運營(yíng)和高可信方面將會(huì )有強大的功能需求，傳統的路由器體系架構難以應對趨勢發(fā)展。而可重構的路由器設備由于體系結構的開(kāi)放性，在各模塊間接口的標準性和高可信方面，無(wú)論是功能還是性能的擴展都非常方便，從而可以輕松添加各種復雜的控制功能，滿(mǎn)足下一代互聯(lián)網(wǎng)對路由器智能化的需求。針對這些需求，國內外相關(guān)先期研究主要體現在如下方面。

　　在體系結構及標準化方面，2001年開(kāi)始，IETF為了制定開(kāi)放架構網(wǎng)絡(luò )件標準體系，專(zhuān)門(mén)成立了“轉發(fā)和控制分離(ForwardingandControlElement Separation，ForCES)”工作組，使用了一個(gè)簡(jiǎn)潔的開(kāi)放體系結構，即把系統分成轉發(fā)和控制兩個(gè)層面，實(shí)現了最基本的控制軟件和轉發(fā)硬件間的物理分離和模塊開(kāi)放。ForCES的轉發(fā)與控制分離結構是目前最受關(guān)注的開(kāi)放架構網(wǎng)絡(luò )件基本體系結構方案。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò )處理器技術(shù)為可編程、可擴展數據轉發(fā)提供了良好的基礎，支持多協(xié)議轉發(fā)、QoS保證、安全控制等功能擴展，支持10G以上接口的線(xiàn)速轉發(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構方面，可擴展性研究主要集中在功能模塊化設計和路由協(xié)議分布式計算兩個(gè)方面。通過(guò)不同的操作系統進(jìn)程來(lái)實(shí)現路由協(xié)議和路由管理，并運行在不同的控制板上，實(shí)現基本的分布式處理；通過(guò)研究路由行為，提出了分布式路由框架結構，實(shí)現傳統路由協(xié)議的分布式處理，如Zebra系統、Scou、Click以及RouterPlugin等方法主要是針對路由器功能級別的可擴展性。

　　路由器和光的融合

　　路由器和光無(wú)縫融合，其中光對流量進(jìn)行智能調動(dòng)和疏導，提高整網(wǎng)的吞吐量；統一控制平面、統一網(wǎng)管大大降低運維壓力；在保護能力方面，光和路由器聯(lián)動(dòng)實(shí)現更高更快速的鏈路保護能力。IP和光的融合和統一控制，是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

　　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(zhuān)網(wǎng)OVPN、帶寬點(diǎn)播BOD等，也可為網(wǎng)絡(luò )的運維帶來(lái)效率的提升和成本的降低。UNI、GMPLS等標準協(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(lái)越多的廠(chǎng)家，利用綠色環(huán)保理念融入產(chǎn)品的設計幫助運營(yíng)商持續降低運營(yíng)成本，而運營(yíng)商也把功耗作為路由器一個(gè)重要的考核指標。

　　IP骨干網(wǎng)持續發(fā)展新動(dòng)力

　　隨著(zhù)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(zhù)運營(yíng)商以前所未有的加速度進(jìn)行帶寬的基礎建設。如何滿(mǎn)足運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )核心節點(diǎn)大容量、平滑擴展的需求，各個(gè)廠(chǎng)商提出一系列大容量、高速接口的市場(chǎng)引導方案。

　　順應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采用尖端的路由集群技術(shù)，是業(yè)界第一個(gè)10T比特級的集群系統，能充分滿(mǎn)足運營(yíng)商下一代網(wǎng)絡(luò )對帶寬、業(yè)務(wù)質(zhì)量發(fā)展的需求。該系統具備業(yè)界創(chuàng )新性的ISHE(In-serviceHardwareExpansion)特性，無(wú)需更換任何硬件，系統端口容量可從1.28T平滑擴展到80T，滿(mǎn)足運營(yíng)商持續發(fā)展的業(yè)務(wù)需求，擴展靈活。同時(shí)，該系統貫穿綠色設計理念，采用華為自主研發(fā)的節能ASIC核心芯片，集成度高，能降低高達40%的功耗。

　　在未來(lái)幾年內，路由器的發(fā)展趨勢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(zhù)IP網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展和所承載業(yè)務(wù)的增加，其對核心路由器的要求也在不斷提高。核心路由器經(jīng)過(guò)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(zhuān)家所言：“電信骨干流量每年增長(cháng)接近200%，而在未來(lái)的幾年內，骨干承載網(wǎng)絡(luò )的帶寬和速率仍然會(huì )維持目前的強勁增長(cháng)勢頭，高速率接口、多機框級聯(lián)等新技術(shù)會(huì )在一兩年之內得到普及應用。”

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