[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)技術尚有很大差異的今天，邊緣路由器肩負著多種重任，簡單地說就是要滿足用戶的多種業(yè)務需求，從簡單的聯(lián)網(wǎng)到復雜的多媒體業(yè)務和VPN業(yè)務等。這需要邊緣路由器在硬件和軟件上都要有過硬的實現(xiàn)能力。各設備提供商因此展開了激烈的競爭，派生出各種新鮮的技術手段。1

重要地位隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及以及光子技術的快速發(fā)展，今天的網(wǎng)絡已經(jīng)發(fā)生了革命性的變化。由于IP 業(yè)務量的急劇擴張，骨干網(wǎng)絡的容量不斷擴大，DWDM系統(tǒng)迅速普及并得到大量應用，光網(wǎng)絡市場出現(xiàn)了巨大的變化。網(wǎng)絡運營商們需要比現(xiàn)有光網(wǎng)絡技術更有效、更經(jīng)濟的手段來管理多波長網(wǎng)絡，設備廠商為網(wǎng)絡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，這些方案為運營商提供了網(wǎng)絡光層的動態(tài)管理，能夠快速地提供光層業(yè)務，同時大大降低運營成本，提高經(jīng)濟效益。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)絡是面向可預測的話音業(yè)務的，在處理基于分組包的數(shù)據(jù)業(yè)務時效率太低。這就迫使電信運營商們逐漸改變其網(wǎng)絡，以便更好地應對電信業(yè)務從電路交換到分組交換的轉(zhuǎn)變，這使得運營商們對光層網(wǎng)絡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，運營商們對于網(wǎng)絡的認識更多的是看重其經(jīng)濟效益，而邊緣網(wǎng)絡由于其在整個網(wǎng)絡中的位置和特性，就決定了它在網(wǎng)絡運營商們眼中的重要地位。2

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

性能網(wǎng)絡處理器（Network Processor，簡稱NP）是性能的主要決定因素。一般來說，通用的NP只能完成預設的編程能力，遠不能滿足瞬息萬變的網(wǎng)絡技術發(fā)展的需求，所以有實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，邊緣路由器又將擔當實現(xiàn)未來全IP網(wǎng)的重任。3

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

可靠性這包括網(wǎng)絡可靠性和設備可靠性。網(wǎng)絡可靠性取決于路由器所支持的物理網(wǎng)絡，對SDH/Sonet等傳統(tǒng)技術而言，網(wǎng)絡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，如光以太網(wǎng)和802.17 的RPR（Resilient Packet Ring），但隨著城域網(wǎng)建設的迅速展開，RPR應該是邊緣路由器的必備特性。設備可靠性則取決于軟件和硬件的實現(xiàn)水平，這就需要實現(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，相當于IP網(wǎng)的信令，能夠提供對業(yè)務流的細粒度控制和帶寬的高層次管理。3

業(yè)務分類和質(zhì)量業(yè)務分類定性，而業(yè)務質(zhì)量定量，這是用戶越來越關心的部分。因為底層的物理網(wǎng)絡對業(yè)務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。隨著MPLS等技術的逐漸成熟，邊緣路由器最終將對業(yè)務分類和質(zhì)量達到電信級支持。3

運營支持邊緣路由器是業(yè)務提供商的核心設備，它要支持運營商的運營要求，包括管理、計費、認證和加密等等。通常路由器需要提供運營支撐系統(tǒng)（Operation Support Systems）接口，并符合相關的標準。3

針對用戶對業(yè)務和帶寬永不滿足的需求，邊緣路由器將采用更多的技術，擁有越來越高的技術含量。在保證高速連接的同時，還需進行多種數(shù)據(jù)處理工作，這就要求芯片制造商提供先進的網(wǎng)絡處理器芯片和收發(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，例如當控制層面軟件發(fā)生故障而重新啟動時，這一動作對負載流的沖擊應盡可能的小，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，這對將來實現(xiàn)全IP網(wǎng)的運營有著重要意義。3

需求是晴雨表技術不斷進步，需求不斷更新，邊緣路由器就得馬不停蹄地適應新的應用環(huán)境，而且，往往超前于標準的制定。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，邊緣設備要充分滿足多種業(yè)務對于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，性價比好的“光以太網(wǎng)+RPR”是方向，這和未來的全IP網(wǎng)并行不悖。所以，未來的邊緣路由器至少實現(xiàn)IPSec、MPLS、移動IP等幾大功能，并提供物理層的RPR網(wǎng)絡接口。而從短期來看，城域網(wǎng)建設是一個熱點，因為這將直接滿足城市用戶對帶寬的迫切需求，這和運營商現(xiàn)階段縮減基礎設施投入形成矛盾，這個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，使得運營商得以開展新的、吸引用戶的業(yè)務，從而不用再大規(guī)模地擴建網(wǎng)絡。3

未來發(fā)展未來的IP網(wǎng)將承擔著現(xiàn)今多種平行的網(wǎng)絡所承載的業(yè)務，邊緣路由器是這些業(yè)務數(shù)據(jù)的出入口，它的效能直接影響到整個網(wǎng)絡的運營水平。在這個用戶需求靈敏的領域，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發(fā)展方向，才能在網(wǎng)絡的邊緣永遠生存下去。3

一度，人們認為路由器的數(shù)據(jù)流量越大越好、端口越多越強，但是隨著業(yè)務種類和要求的增多，對于業(yè)務的控制、加強業(yè)務的區(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備應該具備視頻、語音和數(shù)據(jù)的接入功能，與此同時兼?zhèn)?QoS 技能，能夠很好地感知網(wǎng)絡變化以及控制網(wǎng)絡流量，為網(wǎng)絡提供高質(zhì)量的接入能力。另外，隨著運營商在建設網(wǎng)絡中對IPv6 技術的要求越來越清晰，相關的標準也在形成之中，邊緣路由器對 IPv6 的支持也很現(xiàn)實。4

其次，網(wǎng)絡的融合最后落到包括邊緣路由器在內(nèi)的設備的功能整合和性能提高上。隨著網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和業(yè)務需求的改變，邊緣網(wǎng)絡設備已經(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，已經(jīng)成為“從開放性的互聯(lián)網(wǎng)向可運營可管理的電信承載網(wǎng)轉(zhuǎn)型的關鍵”。以往，要在運營商級和終端用戶網(wǎng)絡之間提供綜合的業(yè)務，往往需要多個邊緣路由器，這樣不僅造成硬件成本的浪費，而且在功能整合和運營維護上也帶來很大困難，因此各大路由器廠商現(xiàn)在紛紛將眾多功能整合到一個“盒子”里，期望能有一個能夠足以提供更多業(yè)務控制、支持能力的邊緣路由器。4