ALL IP趨勢下的路由器發展

　　IP網絡的多業務承載，具備統一的協議和接口優勢，可以快速拓展業務，簡化網絡層次，降低建設、運維和業務營銷服務成本，簡化客戶關系管理，因此統一的IP承載網將可以支撐更大的業務規模經濟。

　　為了順應這一變化，傳統IP承載網必須變革，才能實現多業務承載的目標。路由器設備作為IP網絡的主要設備，其安全性、可用性、可靠性對于國家安全、產業發展、社會信息化建設均有重要影響。

　　IP網絡變遷趨勢下的路由器

　　由于近年來IP網絡的廣泛使用以及IP網絡多業務承載的新需求，路由器設備有了以下新的發展趨勢。

　　接口趨向高速化

　　在設計之初，路由器設備一個很大的作用，就是適配高速的局域網與低速的廣域網。隨著技術的進展，路由器成為IP網的核心設備。

　　路由器需要越來越高速的接口來構造寬帶骨干網。目前商用的路由器已達到40Gbit/s，實驗室已經突破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

　　隨著信息技術的高速發展，通信網絡承載的業務越來越豐富，尤其是IPTV、移動話音、P2P等業務的快速增長，骨干網對帶寬的需求越來越大。在過去幾年里，我國的干線業務量和帶寬需求的年增長率已經超過200%，預計未來幾年的年增長率依然會高達100%左右。因此IP骨干網面臨著頻繁升級和擴容的壓力，擴展性成為可持續發展的重要瓶頸。

　　IP骨干網擴展性問題中，最為關鍵的是核心路由器容量的擴展問題。因為隨著骨干網業務的高速增長，IP網絡基礎設施每兩年左右就需要全面升級一次，運營商已經無法忍受這種頻繁的網絡升級換代，迫切需要新一代可持續發展的超大容量路由器。這種“可持續性”主要體現在兩個方面，第一，容量可持續性：系統容量能夠持續平滑升級，實時滿足運營商未來相當長時間內的業務增長需求。第二，硬件可持續性：容量升級無需更換原有設備，所有硬件可持續使用，將升級對業務的影響降到最低。

　　逐漸重視安全問題

　　網絡安全主要包括網絡自身的安全、網絡服務提供安全、網絡用戶信息安全以及有害信息控制等方面。而路由器作為網絡主要設備，與網絡安全有著直接的關系，對網絡用戶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注網絡設備自身的可靠性、重要部件的備份、網絡設備的電氣特性以及網絡設備的性能指標等。隨著互聯網規模的增長以及技術的進步，網絡安全保障對路由器設備又有了新的要求。

　　在控制層面，應在控制信息訪問控制、控制信息鑒別、控制信息可用性、控制信息不可抵賴、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，確保授權用戶不會因為網絡遭受流量沖擊而造成網絡不可用。

　　支持IPV6

　　當前以IPv4為基礎的互聯網仍然面臨著許多重要的問題，它們阻礙了互聯網在其他領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，互聯網在規模上的可擴展性即將走到盡頭。而由于互聯網設計方面的缺陷，安全問題日益突出，限制了互聯網的進一步發展和應用。

　　從九十年代中開始，世界各國都開始關注以IPv6為基礎的下一代互聯網技術研究。目前，下一代互聯網試驗網絡規模不斷擴大，全球IPv6下一代互聯網主干網正在形成。美國政府宣布2008年完成向IPv6過渡。IPv6網絡設備和應用軟件不斷推出，主流的路由器設備和廠商都已經支持IPv6協議。

　　路由器可重構化趨勢

　　在互聯網中，由于在網絡可控制、可管理、可擴展、可運營和高可信方面將會有強大的功能需求，傳統的路由器體系架構難以應對趨勢發展。而可重構的路由器設備由于體系結構的開放性，在各模塊間接口的標準性和高可信方面，無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，滿足下一代互聯網對路由器智能化的需求。針對這些需求，國內外相關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年開始，IETF為了制定開放架構網絡件標準體系，專門成立了“轉發和控制分離(ForwardingandControlElement Separation，ForCES)”工作組，使用了一個簡潔的開放體系結構，即把系統分成轉發和控制兩個層面，實現了最基本的控制軟件和轉發硬件間的物理分離和模塊開放。ForCES的轉發與控制分離結構是目前最受關注的開放架構網絡件基本體系結構方案。同時，網絡處理器技術為可編程、可擴展數據轉發提供了良好的基礎，支持多協議轉發、QoS保證、安全控制等功能擴展，支持10G以上接口的線速轉發等，目前主要有Intel、AMCC、Hifn、Motorola等公司的產品。

　　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議分布式計算兩個方面。通過不同的操作系統進程來實現路由協議和路由管理，并運行在不同的控制板上，實現基本的分布式處理；通過研究路由行為，提出了分布式路由框架結構，實現傳統路由協議的分布式處理，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

　　路由器和光無縫融合，其中光對流量進行智能調動和疏導，提高整網的吞吐量；統一控制平面、統一網管大大降低運維壓力；在保護能力方面，光和路由器聯動實現更高更快速的鏈路保護能力。IP和光的融合和統一控制，是技術發展的必然趨勢。

　　借助智能光網絡控制平面，網絡的可靠性得到提高，同時也可快速提供新的帶寬業務如光虛擬專網OVPN、帶寬點播BOD等，也可為網絡的運維帶來效率的提升和成本的降低。UNI、GMPLS等標準協議的制定和完善也必將推動IP和光的融合進程。

　　關注綠色環保

　　越來越多的廠家，利用綠色環保理念融入產品的設計幫助運營商持續降低運營成本，而運營商也把功耗作為路由器一個重要的考核指標。

　　IP骨干網持續發展新動力

　　隨著ALLIP的技術變革，業務模式以及商業模式的嬗變促使著運營商以前所未有的加速度進行帶寬的基礎建設。如何滿足運營商網絡核心節點大容量、平滑擴展的需求，各個廠商提出一系列大容量、高速接口的市場引導方案。

　　順應IP網絡變遷的發展，華為推出了業界最高端的核心路由器產品NE5000E。該產品的核心路由集群系統采用尖端的路由集群技術，是業界第一個10T比特級的集群系統，能充分滿足運營商下一代網絡對帶寬、業務質量發展的需求。該系統具備業界創新性的ISHE(In-serviceHardwareExpansion)特性，無需更換任何硬件，系統端口容量可從1.28T平滑擴展到80T，滿足運營商持續發展的業務需求，擴展靈活。同時，該系統貫穿綠色設計理念，采用華為自主研發的節能ASIC核心芯片，集成度高，能降低高達40%的功耗。

　　在未來幾年內，路由器的發展趨勢將仍然是接口高速化、交換能力海量化、業務多樣化、關注環保、關注安全等方面。隨著IP網絡的發展和所承載業務的增加，其對核心路由器的要求也在不斷提高。核心路由器經過十幾年的蓬勃發展，而今正邁入“花樣年華”，正如中國電信有關專家所言：“電信骨干流量每年增長接近200%，而在未來的幾年內，骨干承載網絡的帶寬和速率仍然會維持目前的強勁增長勢頭，高速率接口、多機框級聯等新技術會在一兩年之內得到普及應用。”

　　在不遠的將來，新一代的核心路由器將伴隨我們走向更寬廣的IP之路。