[科普中國]-邊緣路由器

定位

邊緣路由器的定位是將用戶由局域網(wǎng)匯接到廣域網(wǎng)，在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)技術(shù)尚有很大差異的今天，邊緣路由器肩負(fù)著多種重任，簡單地說就是要滿足用戶的多種業(yè)務(wù)需求，從簡單的聯(lián)網(wǎng)到復(fù)雜的多媒體業(yè)務(wù)和VPN業(yè)務(wù)等。這需要邊緣路由器在硬件和軟件上都要有過硬的實(shí)現(xiàn)能力。各設(shè)備提供商因此展開了激烈的競爭，派生出各種新鮮的技術(shù)手段。1

重要地位隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及以及光子技術(shù)的快速發(fā)展，今天的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)生了革命性的變化。由于IP 業(yè)務(wù)量的急劇擴(kuò)張，骨干網(wǎng)絡(luò)的容量不斷擴(kuò)大，DWDM系統(tǒng)迅速普及并得到大量應(yīng)用，光網(wǎng)絡(luò)市場出現(xiàn)了巨大的變化。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商們需要比現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更有效、更經(jīng)濟(jì)的手段來管理多波長網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備廠商為網(wǎng)絡(luò)市場提供了從超長距離WDM 傳輸?shù)焦饨徊嫦到y(tǒng)OXC 的解決方案，這些方案為運(yùn)營商提供了網(wǎng)絡(luò)光層的動態(tài)管理，能夠快速地提供光層業(yè)務(wù)，同時(shí)大大降低運(yùn)營成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。在過去的幾年中，隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展和IP業(yè)務(wù)的爆炸式增長，一切向IP看齊的趨向更加明顯。但是，傳統(tǒng)的、基于TDM 的網(wǎng)絡(luò)是面向可預(yù)測的話音業(yè)務(wù)的，在處理基于分組包的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)效率太低。這就迫使電信運(yùn)營商們逐漸改變其網(wǎng)絡(luò)，以便更好地應(yīng)對電信業(yè)務(wù)從電路交換到分組交換的轉(zhuǎn)變，這使得運(yùn)營商們對光層網(wǎng)絡(luò)既完成傳輸功能又完成交換功能的需求更為迫切。在競爭的市場環(huán)境下，運(yùn)營商們對于網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識更多的是看重其經(jīng)濟(jì)效益，而邊緣網(wǎng)絡(luò)由于其在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的位置和特性，就決定了它在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商們眼中的重要地位。2

介紹多種技術(shù)在邊緣融合在評價(jià)邊緣路由器時(shí)，至少應(yīng)該檢查以下技術(shù)參數(shù)。

性能網(wǎng)絡(luò)處理器（Network Processor，簡稱NP）是性能的主要決定因素。一般來說，通用的NP只能完成預(yù)設(shè)的編程能力，遠(yuǎn)不能滿足瞬息萬變的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的需求，所以有實(shí)力的廠家基本上都是開發(fā)自己的ASIC芯片，這些ASIC芯片以線速處理業(yè)務(wù)流，并且能夠?qū)Ω抖喾N協(xié)議，如PPP、幀中繼、ATM等，將多種協(xié)議的數(shù)據(jù)適配到IP協(xié)議上，從這一角度來說，邊緣路由器又將擔(dān)當(dāng)實(shí)現(xiàn)未來全I(xiàn)P網(wǎng)的重任。3

端口密度和擴(kuò)展性運(yùn)營商喜歡端口密度大的機(jī)器，這會給它留下富裕的擴(kuò)展空間。擴(kuò)展則主要通過堆疊來實(shí)現(xiàn)，良好的擴(kuò)展特性將突破單機(jī)箱的限制，容量就可以按需平滑擴(kuò)展。3

可靠性這包括網(wǎng)絡(luò)可靠性和設(shè)備可靠性。網(wǎng)絡(luò)可靠性取決于路由器所支持的物理網(wǎng)絡(luò)，對SDH/Sonet等傳統(tǒng)技術(shù)而言，網(wǎng)絡(luò)具有電信級的可靠性。對于長距離以太網(wǎng)而言，出現(xiàn)了一些新的技術(shù)，如光以太網(wǎng)和802.17 的RPR（Resilient Packet Ring），但隨著城域網(wǎng)建設(shè)的迅速展開，RPR應(yīng)該是邊緣路由器的必備特性。設(shè)備可靠性則取決于軟件和硬件的實(shí)現(xiàn)水平，這就需要實(shí)現(xiàn)者確定最優(yōu)的體系結(jié)構(gòu)，并在開發(fā)上灌注心血。3

MPLSMPLS是二層和三層的融合技術(shù)，相當(dāng)于IP網(wǎng)的信令，能夠提供對業(yè)務(wù)流的細(xì)粒度控制和帶寬的高層次管理。3

業(yè)務(wù)分類和質(zhì)量業(yè)務(wù)分類定性，而業(yè)務(wù)質(zhì)量定量，這是用戶越來越關(guān)心的部分。因?yàn)榈讓拥奈锢砭W(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)的分類和帶寬管理支持上參差不齊，目前各廠家基本都有自身的專有技術(shù)。隨著MPLS等技術(shù)的逐漸成熟，邊緣路由器最終將對業(yè)務(wù)分類和質(zhì)量達(dá)到電信級支持。3

運(yùn)營支持邊緣路由器是業(yè)務(wù)提供商的核心設(shè)備，它要支持運(yùn)營商的運(yùn)營要求，包括管理、計(jì)費(fèi)、認(rèn)證和加密等等。通常路由器需要提供運(yùn)營支撐系統(tǒng)（Operation Support Systems）接口，并符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。3

針對用戶對業(yè)務(wù)和帶寬永不滿足的需求，邊緣路由器將采用更多的技術(shù)，擁有越來越高的技術(shù)含量。在保證高速連接的同時(shí)，還需進(jìn)行多種數(shù)據(jù)處理工作，這就要求芯片制造商提供先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)處理器芯片和收發(fā)器芯片，保證線速水平。邊緣路由器還需要有足夠的智能性，例如當(dāng)控制層面軟件發(fā)生故障而重新啟動時(shí)，這一動作對負(fù)載流的沖擊應(yīng)盡可能的小，這就要求控制層面保留一些狀態(tài)，使得數(shù)據(jù)層面的功能不受重啟的影響，這對將來實(shí)現(xiàn)全I(xiàn)P網(wǎng)的運(yùn)營有著重要意義。3

需求是晴雨表技術(shù)不斷進(jìn)步，需求不斷更新，邊緣路由器就得馬不停蹄地適應(yīng)新的應(yīng)用環(huán)境，而且，往往超前于標(biāo)準(zhǔn)的制定。誰迎合了市場，誰就是最大的贏家。從高層協(xié)議來看，IP網(wǎng)是方向，邊緣設(shè)備要充分滿足多種業(yè)務(wù)對于IP網(wǎng)承載所提出的要求，比如安全性、移動性和QoS等。從傳輸層來看，性價(jià)比好的“光以太網(wǎng)+RPR”是方向，這和未來的全I(xiàn)P網(wǎng)并行不悖。所以，未來的邊緣路由器至少實(shí)現(xiàn)IPSec、MPLS、移動IP等幾大功能，并提供物理層的RPR網(wǎng)絡(luò)接口。而從短期來看，城域網(wǎng)建設(shè)是一個(gè)熱點(diǎn)，因?yàn)檫@將直接滿足城市用戶對帶寬的迫切需求，這和運(yùn)營商現(xiàn)階段縮減基礎(chǔ)設(shè)施投入形成矛盾，這個(gè)矛盾的解決就在于邊緣路由器是否能夠提供底層軟硬件的支撐手段，使得運(yùn)營商得以開展新的、吸引用戶的業(yè)務(wù)，從而不用再大規(guī)模地?cái)U(kuò)建網(wǎng)絡(luò)。3

未來發(fā)展未來的IP網(wǎng)將承擔(dān)著現(xiàn)今多種平行的網(wǎng)絡(luò)所承載的業(yè)務(wù)，邊緣路由器是這些業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的出入口，它的效能直接影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營水平。在這個(gè)用戶需求靈敏的領(lǐng)域，需要開發(fā)商不斷地創(chuàng)新，只有牢牢把握住市場所需和技術(shù)發(fā)展方向，才能在網(wǎng)絡(luò)的邊緣永遠(yuǎn)生存下去。3

一度，人們認(rèn)為路由器的數(shù)據(jù)流量越大越好、端口越多越強(qiáng)，但是隨著業(yè)務(wù)種類和要求的增多，對于業(yè)務(wù)的控制、加強(qiáng)業(yè)務(wù)的區(qū)分和整合能力已經(jīng)成為邊緣路由器最為明確的發(fā)展方向。4

首先，支持多種寬帶業(yè)務(wù)接入成為入網(wǎng)的必備條件。在“三網(wǎng)合一”的大趨勢下，作為邊緣化的接入設(shè)備應(yīng)該具備視頻、語音和數(shù)據(jù)的接入功能，與此同時(shí)兼?zhèn)?QoS 技能，能夠很好地感知網(wǎng)絡(luò)變化以及控制網(wǎng)絡(luò)流量，為網(wǎng)絡(luò)提供高質(zhì)量的接入能力。另外，隨著運(yùn)營商在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)中對IPv6 技術(shù)的要求越來越清晰，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也在形成之中，邊緣路由器對 IPv6 的支持也很現(xiàn)實(shí)。4

其次，網(wǎng)絡(luò)的融合最后落到包括邊緣路由器在內(nèi)的設(shè)備的功能整合和性能提高上。隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)需求的改變，邊緣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)不再意味著簡單和低端，相反，它結(jié)合了越來越多的新技術(shù)，已經(jīng)成為“從開放性的互聯(lián)網(wǎng)向可運(yùn)營可管理的電信承載網(wǎng)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵”。以往，要在運(yùn)營商級和終端用戶網(wǎng)絡(luò)之間提供綜合的業(yè)務(wù)，往往需要多個(gè)邊緣路由器，這樣不僅造成硬件成本的浪費(fèi)，而且在功能整合和運(yùn)營維護(hù)上也帶來很大困難，因此各大路由器廠商現(xiàn)在紛紛將眾多功能整合到一個(gè)“盒子”里，期望能有一個(gè)能夠足以提供更多業(yè)務(wù)控制、支持能力的邊緣路由器。4