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SDN究竟如何改变了路由器技术的发展
[ 通信界 / 陈瑾 / www.cntxj.net / 2018/11/12 22:41:21 ]
 

因特网的路由选择协议的特点是:属于自适应的选择协议(即动态的);是分布式路由选择协议;采用分层次的路由选择协议,即分自治系统内部和自治系统外部路由选择协议。

近30年来,以路由器和交换机为核心的IP网络始终遵循摩尔定律,与其他IT设备共同构建了现代化信息文明。其中,路由器作为广域网和局域网出口的核心设备,始终扮演者关键的角色,也经历了持续的发展和无数次的更新换代。

时至今日,路由器的接口已经从五花八门的X.25、E1、ATM、POS、SDH等窄带接口转变为宽带纯以太接口为主,辅以少量的更高速和更高性能的波分接口;在运行协议上,逐步统一成分布式IP/MPLS体系。更大的带宽、更低的时延、更小的体积、更优的成本使得路由器以及其“兄弟”交换机、PTN成为几乎所有网络的基础。

路由器演进遵循“三大定律”

不过,变化和运动是永恒的,发展是硬道理。当前,受百兆宽带入户、4K在线视频、4G/4.5G/5G、万物互联的驱动,以及用户体验至上、SDN/NFV思潮的影响,路由器也在面临着持续的演进和变革。

首先,路由器组建的广域IPWAN网络是一个应用范围极广的网络,一般新建一个全新网络的代价都非常高,所以很大一部分需求是扩充网络容量,在技术上需要一定程度的兼容。因此,路由器发展的基本轨迹和竞争焦点仍然是合理速度的演进,要在继承历史功能的基础上,实现容量和能力上的持续提升。以核心路由器为例,目前可以商用的主流设备是每系统16至20槽位,每单板400G,形成6.4T至8T的单子架系统。而后的发展和竞争点则是在合适的时间点推出1T、2T、4T单板,而且最好是兼容的,容量提升了,且功耗和价格不要提升,继续满足摩尔定律。这说起来简单,但实际上产业供应链已被破坏,需要依赖自身垂直产业整合的能力,要在合适时间推出合适容量、适宜成本的产品,则非常考验一家公司的综合实力,包括对新技术的储备能力和IC设计能力等。

其次,更小的体积。传统的中高端路由器都是体积庞大的“铁疙瘩”。而随着物业成本的逐年提升,占用空间更小的“小体积大带宽”路由器开始受到欢迎。对于一些基站的站点路由器,客户甚至希望是直接抱杆的户外型。在这种趋势下,研究路由器的小型化或户外化显得非常重要。如果能做得好,产品将非常受欢迎,也可以形成不少差异化竞争优势,特别是在被传统厂商封锁的市场地盘上,具有以上特色的路由产品可起到攻城掠地的奇效。在路由器的发展趋势上,“小型化”作为一个重要分支,应该予以重视。

最后一点是关注客户体验。类似小米家庭网关路由器的设计就很值得推崇。在硬件组成上,小米路由器采用的都是常用元件,但在软件上,其创造了一套基于APP的应用链,不仅用起来方便,创造了新价值,而且还能够带动更多小米智能家居的布局销售。中兴通讯虽然聚焦于中高端的路由器,但也可以借用类似理念把现代互联网的元素移植到路由器体系上,打造出一套便利的生态环境,增强客户对中兴路由器体验的黏度。

SDN让路由器不再“低能”

上述三点,都还属于演进的范围。随着SDN/NFV的发展,以路由器为中心的解决方案正在逐步演绎一场变革。

变革的基本点是SDN(软件定义网络)的引入。IP网络能在全球范围内拥有广泛部署,靠的是一套分布式的协议体系——一个或多个节点的路由器崩溃,IP网络仍然可以继续运行,这非常了不起。然而,正是这个分布式体系,使得很多本来很容易的全局性特殊策略难以实施,IP网络的“智商”其实很低。更麻烦的是,网络的控制在应用层软件和路由器软件之间有断层,难以全自动地实施应用策略。SDN的引入,正在试图解决这些问题。

当然,在路由器组成的广域网领域,牵一发动全身,因此SDN的引入策略也相对保守,保守的表现在于尽量不去触及路由器的转发面,并且在控制面也尽量保持兼容,以一种混合体系运行的方式,逐步把路由器上分布式运行的控制面转到集中式运行在控制器上,并且通过层次化的控制器,及合理的北向接口,实现软件全面自动化的诉求。控制器与设备之间采用原来的接口,如NETCONF甚至CLI,或者原有协议的扩展如BGP-LS和PCEP,路由器上原有的概念PW、L3VPN、MPLS TE隧道等仍然保留,只是运行模式发生了变化,原来“智能低下”的问题通过SDN得到很大改观。

NFV促使网络功能“通用化”

SDN的引入只是变革的起点,而NFV(网络功能虚拟化)的引入则让这场变革充满了变数,拥有了多种多样的选择。NFV是把网络设备上的各类功能“通用化”。原来,一些网络业务的功能,如NAT、防火墙、DPI、负载均衡都是以专用设备或专用板卡实现的,与路由器转发设备共同组网实现一些智能或L7应用层功能。现在,NFV的引入使得组网模式产生了非常戏剧化和混沌的变化。一方面,所有业务层的功能包括IP/MPLS转发功能等在内,都可以用虚拟化的方式来运行,以软件方式运行在服务器上,由此可以彻底使路由器设备“消失”;另一方面,所有这些业务层功能包括IP/MPLS转发功能,都可以用虚拟化或非虚拟化的方式通过加速优化全部运行在新型路由器上,从而赋予新型路由器前所未有的全面智能,以及适应更加丰富的应用场景。

这场博弈有赖于大家思考和实践的深度,最终可能以“按需分布”达到一个平衡,数据中心服务器上会运行全面的功能,企业出口会运行新型路由器一体机,两者之间的软件可以做到共享,而部署的分配则严格尊重客户体验,帮客户解决各自的问题。毕竟,真正为客户创造价值的创意都会得到尊重。

这种NFV化的路由器体系在DC未来网络体系中也会发挥重要作用,可以比较方便地帮助VDC的网络出口实现上公网或互联所要求的功能。

NFV在路由器上发展和应用,将引发路由器上通用业务和转发一体化硬件的出现,相信经过一段时间的发展和完善,其不仅能使SFC业务链等功能更容易实现,还可能使SDN原来不愿或不敢动的转发面逐步实现变迁,由此促成IPWAN SDN的第二次革命,不过这个时间点何时到来,现在还难下定论,但重点在于,我们需要针对那些能够为客户创造价值的应用积极开展有关SDN/NFV的思考和实践。

 

作者:陈瑾 合作媒体:电子发烧友 编辑:顾北

 

 

 
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