季 彤
在路由器技术发展历程中,性能与业务两个因素发挥着关键的作用,一方面带宽和网络规模的增长推动路由器的性能容量不断提升,另一方面业务的发展使路由器更加智能化并具备更强的业务提供能力。
在路由器发展前期,性能因素起到了主要的作用,而随着IP网络业务的迅猛增长以及IP电信网的发展趋势,业务因素与性能因素变得同等重要。特别是在电信IP核心网领域,路由器提供的业务类型越来越多,服务品质越来越高。
设计理念的革命
在路由器设计的第一阶段,是以性能为设计目标,面向带宽和连接的业务模型。这个阶段的IP网络是一个尽力传输的网络,其目的是为了保证互联互通,而不是提供一种高品质的服务,没有完善的QoS及安全保证,因此,在传统网络上只能提供对服务质量及安全不敏感的数据业务,如文件传送,电子邮件等。
随着IP技术应用的日益广泛,在电信、行业及企业网络中已经有一统天下的趋势。这时候就要求在IP网络上承载各种业务,如语音、会议电视、OA、ERP等,这些业务都有着不同的服务质量及安全要求。这时的传统IP网络就无法满足要求了,而新的IP网络至少应该能够提供end-to-endQoS及安全,为用户提供个性化服务。基于性能的路由器设计思路已经不能适应当今网络业务的迅猛发展,由此路由器设计进入第二阶段。
第二阶段的设计理念是以“业务与性能并重、平滑演进”为设计目标,面向全业务、开放的业务模型。路由器应该有良好的业务适应能力和充分的智能化,而且应该支持全新的业务模式,并能够通过软件升级的方式,而不是增加或更换新的硬件来提供新业务,这是路由器设计理念的一次革命。
路由器总体发展趋势
基于“业务与性能并重,平滑演进”的设计理念,“业务高性能”、“集成化”、“业务智能化”、“高可靠性”、“高安全性”、“易使用”等六个方向将是路由器主要的发展趋势。
业务高性能。高性能不仅仅是转发的高性能,而应该包括业务的高性能、高品质的服务,路由器应该在处理各种业务时游刃有余,同时转发性能也不会出现明显下降。
集成化。为了灵活应对多样化的业务环境,新一代路由器需要支持全面的IP业务能力并进行优化设计,包括完善的路由、MPLS、VPN、组播、语音、安全、QoS、IPv6、宽带接入等,各种业务流程融合其间。同时,为满足集成一体化组网的需求,路由器还需要融合防火墙、入侵防御、VPN网关、语音网关、宽带接入、以太网交换机、无线网关等设备的功能。
业务智能化。新一代路由器需要更加智能化,具备更加灵活的业务感知和处理能力,如:业务部署的灵活性、业务感知的灵活性等。
高可靠性。无论是在电信、大型行业还是企业应用环境,新一代路由器都需要具备更高的可靠性。
高安全性。网络安全问题不可能通过某种一劳永逸的技术来解决,而是随着安全状态的变化,综合考虑时间、空间、网络层次的因素,不断调整安全策略。因此路由器作为基础网络设施,首先应该保证硬件体系结构及网络操作系统层次的安全,同时应具备全面的安全特性并能够灵活调整。
易使用。随着网络不断向行业、企业甚至家庭环境延伸,需要路由器考虑更多的人性化设计,屏蔽掉复杂的技术细节,使路由器真正平民化。
核心路由器发展趋势与第五代路由器
核心路由器面向电信级运营网络环境设计,具备高性能、高可靠性、高安全性、严格的服务质量保证的特点,支持高品质的服务如MPLS VPN、可控组播、IPv6等并具有丰富高效的维护管理手段、业务管理能力等优势。
为更好地满足电信运营的要求,适应业务环境的变化,华为公司推出了面向IP电信网核心的Quidway NetEngine系列第五代路由器,提供全IP业务的支撑能力和运营能力。
随着宽带互联网泡沫的破灭,人们进行了深刻的反省——业务才是网络的真正价值所在,一切的技术要求都应围绕着业务来进行。各种新技术也纷纷出现,比如网络管理技术、用户管理技术、业务管理技术、MPLS技术、VPN技术、可控组播技术、IPQoS技术以及流量工程技术等。另外,IP标准也在逐步修改成熟。随着新技术的出现和标准化的进展,对高速路由器的业务功能要求也越来越高。基于以上的原因,第四代路由器采用ASIC技术的固有的不灵活、业务提供周期长等缺陷也不可避免地暴露出来。
第五代路由器在硬件体系结构上继承了第四代路由器的成果,在关键的IP业务流程处理上采用了可编程的、专为IP网络设计的网络处理器技术。网络处理器(NP)通常由若干微处理器和一些硬件协处理器组成,多个微处理器并行处理,通过软件来控制处理流程。对于一些复杂的标准的操作(如内存操作、路由表查找算法、QoS的拥塞控制算法、流量调度算法等)采用硬件协处理器来提高处理性能。这样实现业务灵活性和高性能的有机结合。2002年12月,华为公司正式发布了第五代路由器NetEngine80/40/20系列的应用成果,标志着第五代路由器进入了成熟商用的阶段。
近年来,第五代路由器技术处于不断的发展过程中,已经实现了系列化。随着10GNP(网络处理器)技术的成熟商用,目前单机容量达1.28T的NetEngine 5000系列已经推出,NetEngine 5000通过级联技术可以实现最大80T的系统容量。另外,目前全线NetEngine第五代路由器系列已经全面支持IPv6业务,为运营商下一代网络提供平滑升级能力。