掀开高端路由器面纱 未来发展趋势揭密

当业界关于IP主导地位的大辩论尘埃落定，当信息革命的浪潮洪峰逼近，当全球运营商一再掀起建网热潮，人们可以清晰地看到，一个电信新纪元网络架构已经浮出水面。IP以其不可撼动的地位，成为新电信的主角。

当然，关于技术大方向的探讨已是老生常谈，目前，电信界真正关注的焦点，是采取什么步骤勾画电信新纪元的未来版图，如何平滑实现网络的宽带化和IP化。

在骨干网上，运营商纷纷积极地实施“扩路工程”，更为重要的是，这种扩展不仅仅是原有电路交换和TDM体系的一种简单量的增长，而是在结构上为IP而优化。其中，最为重要的特征是，IP与Optical正在走向深层次的融合，而高端路由器在网上起着至关重要的作用。

自世界上第一台千兆比路由交换器（GSR）在思科诞生以来，整个电信网络体系的核心业务节点开始发生根本性的变革。适应IP业务指数式爆炸性增长的趋势，几年来，高端路由器逐渐已经成为IP网络流量的中心，为支撑互联网的发展发挥出不可替代的关键作用。

目前，高端路由器是一种高技术含量的产品，用量不大，但对制造商的要求极为苛刻，因此市场门槛很高。尽管这一领域的竞争比较激烈，但思科依然保持了绝对的市场优势。总体看来，高端路由器作为一个比较特殊的领域，其市场发展的趋势主要有以下几个特点。

首先，高端路由器在网上具有核心地位，因此不仅要求其本身的处理能力强，更要求它具有良好的成熟性和互联互通性。电信是一个比较看重“经验”的市场，因此一个产品，尤其是骨干网产品，如果不具备大规模应用的基础，那么是很难被市场接受的。思科公司在与运营商、集成商、分销商甚至培训公司的多年合作中，准确把握住了电信业的需求，并且从建立了一个良好的应用价值链体系，从产品研发、市场销售、安装调试、实际运营乃至技术培训，各个环节都非常完善，创建了一个真正“多赢”的环境。

当前的电信运营业还有一个重要趋势，就是企业应用向广域扩展，电信业务向企业深层渗透，所以骨干网路由器如果能够与企业级IP设备无缝连接，效果会更佳。思科公司具有多年的企业网建设经验，深刻了解企业网的特点，这对于高端路由器的开发与部署大有裨益。

电信级的可靠性是运营商永恒的要求。思科的新型GSR引入了先进的冗余备份方案，例如交换矩阵“1＋1”备份，接口板“1：N”备份，从而确保了网络无中断运行。其POS板采用APS自动保护切换方式，避免因为单点故障造成网络瘫痪。在电信级IP网络实际运行中，设备的调整是不可避免的。思科的所有接口板都具有热插拔功能，因为有冗余备份方案，又采用快速电子开关，因此热插拔不会造成数据包丢失。但是如果采用高速缓存的方式，就无法保证数据安全转发，给维护工作带来麻烦。例如，A接口板的包可能因为网络拥塞放在B接口板上备份，一旦对B板进行热插拔，数据包就会出现丢失。

操作系统是高端路由器的软件核心，主要实现路由引擎功能。思科公司的IOS操作系统是经过多年实际应用的成熟软件，其面向服务供应商专用的12.1版中包含经过测试的强韧的IP路由选择实施方案，用于扩展大型IP骨干网。由于在电信网络应用多年，该系统在稳定性方面具有独特的优势，支持的路由协议也是最为全面的。更为重要的是，当网络出现故障时，该系统的路由“学习”能力很强，可以在很短的时间内建立最优的路由表，便于最大限度地缩短故障时间，恢复运营服务。由于在各种路由器中均采用了统一的IOS操作系统，运营商的维护和培训工作便得到大大简化，降低了运营成本。

其次，高端路由器要在保持高速率的基础上，向优化的体系发展，这样才能够保证数据在转发过程中不会出现瓶颈。思科公司率先推出了10Gbps POS卡，目前在各大电信运营商中已经得到了广泛应用，并开始着手开发40Gbps的板卡。其最新的产品的交换容量可以扩展到320Gbps，从而适应网上数据海量扩展的需求。

新一代高端路由器引入了完全的分布式路由交换体系，能够以千兆比特的速度提供第3层路由选择功能。其交换矩阵采用快速的电子开关，这比高速缓存的方式具有不可比拟的优势。因为对于后者来说，数据进出速度受到存取速度的影响，在低于10Gbps时还不明显，一旦高于10Gbps处理起来便非常吃力，出现致命的延迟。此外，在接口板和中央处理器之间，新一代高端路由器往往采用了10Gbps的通道，这样便可以充分保证数据的线速转发。而如果采用4个2.5Gbps通道拼接的方式，不仅降低了效率，而且还容易因为次序错乱导致数据错误，例如在传输动态图像时可能出现动作次序的滑稽现象。

在接口卡方面，如何处理小IP包是非常关键的一环。因为对于VoIP这样数据量小、时延要求苛刻的应用来说，这一点极为重要。思科的接口卡采用了40字节吞吐量的设计，实现完全线速传输，比一般的路由器的效率高出60％。由此避免了VoIP应用中因丢包而造成质量下降。

再者，在新的阶段，作为互联网的核心动力引擎，电信运营商不仅对高端路由器的处理速度不断提出新的要求，尤为重要的是，他们开始越来越关注其业务功能。运营商不仅需要构建速度快的网络，更需要可盈利、利于开展业务的核心网。作为全球最大的互联网设备供应商，思科公司在这一领域积累了丰富的经验，一直引领着技术发展潮流。业务实现技术是高端路由器能否符合电信企业实际运营要求的关键，这既包括丰富的连接端口技术，又包括对增值服务的支持功能。由于运营商的网络基础不同，应用场合也千差万别，因此要求高端路由器有强大的适应性和灵活性。思科的高端路由器具有对各种速率线路卡的支持能力，从DS3直到10Gbps，并且支持快速以太网/千兆比以太网、动态分组传输、ATM等技术。它采用的高密度方案能够集合大量业务，包括基于ATM的话音业务、DSL高速接入、专线集合和互联网服务供应商集合；并可以应用在广域网骨干、城域网骨干、城域网边缘、园区网骨干等多种网络环境。

此外，在增值业务方面，业务流量管理和VPN等功能的引入使服务供应商和企业可以增强其服务能力。特别值得一提的是，其MPLS功能在IP网络上实现了面向连接的模式，使供应商在向IP演进过程中仍可支持传统的业务，如帧中继。网络核心中的GSR可以充当MPLS节点，根据MPLS报头中含的标签处理数据包，部署在MPLS核心与IP、帧中继或ATM网络之间的网络接口边缘上的GSR，执行增值功能。这种功能允许服务供应商部署基于IP协议的网络，并继续支持基于帧的业务。另一个主要的MPLS特性是基于路由预留特性的业务量管理，这种特性允许服务供应商和企业网络优化其网络中所有链路上的业务流。在用于企业网络骨干时，思科的GSR支持的特性包括线速CoS实施、组播业务优化、低时延企业话音业务等。

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