路由器技术发展趋势

2019-11-03 10:14:41

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供稿：网友

路由器技术发展趋势
高速高性能路由器是下一代高速网络的核心。自1997年第一个吉比特级的路由器面世以来，高速高性能路由器迅速成为市场瞩目的热点。在世纪更迭的今天，巨大的市场推动力进一步促进了路由器技术的高速发展。

硬件革命推动高速路由器向更高的性能发展

在Internet上，ip是网络的语言，路由器是网络的发动引擎，其作用类似电话网上的交换机或数据网上的ATM设备，负责把网上业务分段传送到目的地。路由器的基本结构包括背板、转发判断、输出链路调度、转发路由表管理等几部分，其核心是背板设备。随着Internet的不断发展，原有路由器所用的共享式背板20Gbps的带宽已经无法满足网络的需求，新的高容量的背板结构不断涌现，像采用纵横制交换器的交换式背板、采用三维交换矩阵结构的交换式背板和基于光纤的分布交换矩阵等，其中最大的分布交换矩阵能提供上百太比特的容量。

目前，人们正致力于开发高速、高性能、高吞吐量、低成本的新一代路由器，以满足网络的不断发展。新一代路由器内部结构所展现出的主要发展趋势为：第一，越来越多的使用基于硬件的交换和分组转发引擎。CMOS集成技术的提高使很多功能可以在专用集成电路（ASIC）芯片上实现，原来由软件实现的功能现在可由硬件更快、成本更低地完成，大大提高系统性能。第二，向并行处理的方向发展，逐渐抛弃易造成拥塞的共享式总线，采用交换背板结构。第三，进一步发展在光纤连接上进行的线速选路技术，实现吉、太比特速率，为Internet过渡到全光基础设施奠定基础。

高密度的高速接口和可扩展性是目前业界关心的重点

随着业务提供者和大型ISP不断升级骨干网，路由器的高速接口速率从最初的OC-12升级到OC-48，最近又掀起了向OC-192升级的浪潮。具有高速OC-192光接口的高速路由器是网络向IP over DWDM结构发展的关键。对运营商来说，高的端口密度具有重要意义。因为大型骨干网的核心节点一般在大城市，中心局和入网点的空间资源不但有限而且成本很高，业务提供者必须考虑节约空间，而具有高密度端口的高速路由器是解决空间压力的一个重要举措。

下一代路由器能够提供现有路由器不能提供的可扩展性和故障容错水平。第一代路由器使用单底盘结构，总容量为几十到几百吉比特。当业务提供者需要增加系统容量时，必须建设一个路由器的网。这种方案增加了需管理的分离路由器的数量，不得不容忍设备间不适当的带宽，特别是为底盘互连而浪费了端口。这是一种代价昂贵的过渡方案，端口相当于路由器的手或脚，业务提供者需要用端口来实现收入。现在，太比特的交换矩阵正在紧锣密鼓地开发中，相信不久的将来，扩展性的问题将得到改善。

市场呼唤太比特路由器的真正到来

为满足业务的高速增长，增加网络带宽，建立性能更加优良的IP通信网，人们提出了开发比吉比特路由器交换容量更大、支持业务更多、性能更完备的太比特路由器。业界很多公司投入巨资对其进行开发。太比特路由器产品最大的优点在于具有可升级的结构和简单的运行管理。用户可以先使用部分配置的底盘，提供与吉比特路由器相当的容量，然后通过增加线卡和另外的底盘，增加路由器容量到多太比特级别。这为业务提供者带来了两个好处: 首先，运营者可以在不影响现有的业务、更换现有设备的情况下增加网络容量；另外，当增加设备时，仍然可以作为一个单独的路由器来管理。

对于太比特路由器，业界有两种不同的观点：一种观点认为Internet业务的增长导致了对网络带宽的巨大需求，虽然目前带宽需求还没有大到需要太比特路由器，但2～3年内其使用将不可避免; 另一种观点则认为，在相当长的一段时间内，市场没有对太比特路由器的需求，目前所谓的太比特路由器只是一种宣传。对于这个问题，业务提供者和ISP最有发言权。大多数的业务提供者和大型ISP认为: 开发真正的太比特产品是当务之急。

光路由器为IP over Optical赋予了新的概念

IP over Optical是简化IP骨干网络的良好解决方案，可以消除昂贵的SONET和ATM设备，而且极大地降低网络管理的复杂性。但是高速路由器直接连接到DWDM系统时，网络只有静态的点到点通路，不允许业务在不同光通路间进行交换，这导致了较差的灵活性。为解决此问题，国外很多大的运营商和设备商提出了将光交换机作为高速路由器和DWDM系统的中间层的概念，进一步将选路和光交换平台综合成光路由器。使用IP协议，通过在不同波长间交换业务，光路由器允许动态控制带宽，为开展新业务提供更多的灵活性。

Peta路由器为时尚远

虽然大多数的业内专家和分析家认为，目前的网络资源没有紧张到大规模使用太比特路由器的阶段，但是不可否认，一些厂商已经在致力于更高容量、更高性能的Peta路由器的研发工作。在2000年5月举行的NetWorld＋Interop2000大会上，加拿大的HyperChip公司展出了具有Pbps（10的15次方）级处理能力的超高速路由器“PetabitRouter”。PetabitRouter的处理器能够线速处理65336个10Gbps的OC-192接口，共可实现1.3Pbps的处理能力。

但是，我们认为Peta路由器的实现还为时尚远。首先，市场还不具有Pbps级速率的需求，目前的网络资源还没有紧张到需要使用太比特路由器的阶段，更不要说Peta 路由器了；其次，半导体技术的限制使现在制造Peta路由器只能停留在概念阶段。

电信级理念和数据通信技术的融合,导致电信设备厂商将进入路由器市场的一流行列

虽然太比特路由器发展很快，但最近几年，吉比特路由器仍是高速路由器市场的主流。据美国IDC咨询公司预测，到2003年，全球市场将有吉比特路由器6500台，价值超过9亿美元。相比之下，太比特路由器只有600台。实际上，目前市场对太比特级路由器的需求还很小。

即使如此，高速路由器市场的竞争非常激烈，新厂商的不断加入对原有的市场领导者造成了巨大的冲击。以Cisco为例，从1998年、1999年到2000年，其高速路由器市场份额从98％、80％，下降到70％以下。目前，以朗讯、爱立信、西门子、北电、华为为代表的电信设备供应商已经进入路由器市场。特别是由爱立信等通信商家投资建立的Juniper公司，其在核心路由器市场上的份额仅仅在一年中就跃升到25%以上。国内华为公司依靠多年的电信领域经验、雄厚的资金和技术实力，正在努力完善其电信级吉比特路由器，以便将电信级设备的高性能、高可靠性、高可扩展性的特性引入到数据通信设备和解决方案中，构建电信级Internet，满足市场对通信业务的需求。

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