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伴随IP 业务的崛起，更多的传统业务正在集成到IP 骨干网上。与此同时，用户还希望拥有类似PSTN服务的可靠性和有效性。IP网络必须结合互联网的普遍连接性以及专网的可靠性和安全性，才能成为一种新型的公共网络。由此，核心路由器必须面对新环境下新的挑战。
从用户需求和新应用的快速增长、主流应用的增加以及重要业务的增长来看，IP技术正快速成为公共基础数据网的选择。电信运营商所拥有的IP网络必须结合互联网的普遍连接性以及专网的可靠性和安全性，才能成为一种新型的公共网络。在这种形势下，运营商对核心路由器的要求越来越严格，与此同时，降低资金成本和运营成本的期望日益迫切。
新网络 新核心
目前运营商会关注核心路由器的哪些方面呢？中国电信的一位专家在接受记者采访时首先强调，核心路由器处于网络中心，对性能的重视肯定要多于对功能的关注。包括高吞吐量、转发性能、路由的快速收敛和平稳重启(Graceful Restart)，都是运营商所看重的环节。分布式的体系结构，每个线卡上具备处理能力，是当前核心路由器必备的条件。另一方面，是对MPLS的支持程度。包括MPLS流量工程、MPLS负载分担的机制是否完善等等。还有一点，便是对IPv6的支持，要求双栈支持和实现IPv6数据包的硬件转发。
IP网络正承载越来越多的业务，包括新出现的各种增值业务，这是一个不可逆转的趋势。除了传统的Internet业务，帧中继、ATM、语音、视频、VPN等业务都会在IP网络上开展，IP网络正成为电信级的基础网络。因此，网络对核心路由器在QoS、MPLS、可扩展性和IPv6等方面都提出了新的需求。
QoS 当IP网络成为电信级基础网络时，普通用户的心理预期将会很高，因此一个稳定、可靠和安全的IP网络对运营商来说至关重要，这就需要有QoS保证。现在ATM over IP已成为实际情形，比如中国联通7大区中心的ATM互联是通过IP/MPLS实现的，其核心QoS就是由IP/MPLS网提供。所以从长远来看，越来越多的QoS 都将由IP网络来提供，核心路由器也必须顺应这种趋势。
MPLS MPLS是经济高效、高度可靠的多业务IP网络的基础。通过MPLS，服务供应商和企业可以提高带宽的效率和扩展性，降低运营和管理开支并提供可靠的业务。MPLS 还是第3层VPN等新型IP业务的重要支持技术，同时可通过第2层VPN和Pseudo Wires支持现有的专线、帧中继和ATM业务。核心路由器也必须能够很好地支持MPLS的部署要求。
可扩展性 电信网络一定要能够随着用户规模的增加而不断扩展。这种扩展性到了电信级将会非常巨大。一些在局部和小范围内可以有效实现可扩展性的技术和产品，到了大规模就不能满足要求，这就是量变到质变的挑战。另一方面，可扩展性是随着应用需求的不断增加而增长，这就需要平滑扩展，不能有跳跃。有专家认为在今天的IP网络发展过程中，路由器设备是个瓶颈。目前光传输技术已经非常先进，普通系统的带宽就有几百G，而路由器端口目前最大只有10G，路由器技术支持的速度远远落后于传输的速度。在这种情况下，路由器的发展大都呈跳跃式，路由器厂商2到3年就推出一款新的大容量产品，简单淘汰旧有设备。这种非平滑扩展对运营商的投资保护很不利。所以核心路由器具有平滑的可扩展性不仅是网络规模扩大的要求，也是运营商投资保护的需要。
IPv6 由于地址原因，将来的3G和NGN一定是基于IPv6而发展。到了3GPP5，所有信令要应用在IPv6上。到3GPP6时，甚至连话音流量都要承载在IPv6上。至于NGN，其软交换如果没有足够地址，也不可能开展，它也必然要在IPv6上应用。核心路由器对IPv6的支持至关重要。
新核心 新特性
我们要靠什么样的技术手段来满足网络的要求呢？可以从核心硬件、核心软件、高可用性、可扩展性、安全性和IPv6支持等几个方面进行简单说明。
核心硬件
核心硬件是路由器的关键部分。路由器的核心硬件有基于CPU、ASIC和NP等三种形式。基于CPU的核心路由器已经被淘汰，而基于NP的还没有占据主流市场。目前主流的核心路由器都是基于ASIC的。
笼统来说，这3种形式都是CPU芯片。只不过ASIC是个专有的CPU，针对某种应用进行了特殊的优化。应用在核心路由器上的ASIC是可编程的，以适应复杂的网络要求。NP在处理核心网络应用上，比不上ASIC的速度和效率，在网络边缘应用比较多。总之，核心路由器必须是硬件处理，主流产品是基于ASIC技术的。
核心软件
传统的路由器都是选择一个简单的微核，一步一步叠加，增添新功能。由于UNIX系统比任何一个专有系统都具有更大的可扩展性，所以现在核心路由器的核心软件基本都是基于UNIX操作系统。核心软件不仅要提供强大的操作系统，而且还要支持丰富的IP业务工具包。要确保高效、可预测的IP基础服务。利用这种可扩展、高度可用的网络，用户能够灵活地进行流量分段，创建独特的应用环境，或者部署创收IP业务。
总之，核心软件要有如下特性：模块化，以提供很好的故障恢复能力；确保能够方便地集成IPv6等新功能；安全性，软件能运行在保护内存中，保证各项功能之间不会互相干扰；支持丰富的业务，能够为各种类型的最终用户提供有保证的体验。
高可用性
对 IP 组网的发展和增长至关重要的，是对于分组网络可靠性的固有信任和理解。这不是一项容易的任务，因为Internet 协议和 IP 网络组件的最初设计要求并没有将电信级可用性列为合理的目标。因此核心路由器具有极高的可用性显得尤其重要。
要实现高可用性，从硬件来看，要有一个很好的体系架构，各种冗余非常完善。关键部件如路由引擎和交换矩阵要有冗余。从软件来看，其自身要强壮，另外在遇到更换硬件、系统升级、增加板卡和改变链路等网络调整时，软件要有能力保证整个网络业务不受局部调整的影响，让整个网络体现出非常高的可用性。它要保证路由引擎进行不丢包的切换。主引擎发生故障，切换到副引擎时不丢包，平滑切换，否则硬件的冗余就没有意义，是假冗余。
另外还要保证平稳重启。通常当路由重启时，由此产生的路由重新计算和网络范围的路由更新会消耗掉处理资源，并有可能出现黑洞或瞬时转发循环形式的非预期网络行为。而平稳重启会避免这种情况的发生。但是，平稳重启一定要在IGP、BGP、LSP、LDP、RSVP等所有的协议层面上都实现，来避免对一些业务产生影响，这样才能满足电信级网络的需求，也能实现对MPLS的支持。最后，高可用性还需要快速重路由(FRR)和BFD(Bi-direction Detection)来支持和保证。在MPLS上做到FRR，可实现50ms的切换，以进行快速保护，速度可以与光传输系统相匹配。
扩展性
正如前面提到，随着光传输通道的发展，当路由器容量不够用时，今天的做法就是用一个更大的路由器去替换原有的。过了一段时间，再进一步升级，不断加码。一般来说，2、3年就是一个更换期限，这样对用户来说，投资保护并不好。更好的做法是，在路由器容量出现短缺时，再叠加一台新的路由器，如此不断扩展下去，让路由器自己慢慢长大，这就是路由矩阵技术。它保证了经济平滑的可扩展性，过去部署的路由器可以得到继续利用，而且网络不用做大的调整。
今天的核心路由器一定要具备路由矩阵能力，才能满足网络扩展性的要求，充分保护用户的投资。所以产品的发布要着眼于长期的网络扩展要求，有超前意识。
安全性
保护网络的安全性，在路由器体系结构上应该体现。通常路由器的体系结构有两个平面，即路由平面和转发平面。如果攻击是针对路由平面，在攻击和路由平面之间应该建有硬件屏障，进行过滤和处理，将攻击威胁最小化。硬件屏障保护效果好，已成为公认的技术观点。而采用软件屏障保护路由平面，就可能成为一个被攻击突破的危险点。
IPv6支持
IPv6的转发不能依赖于软件，一定要依靠硬件。因为IPv6和IPv4所处的时代是不一样的，针对IPv6的QoS和安全都要一步到位，起点必须高，复杂繁多的网络业务不会允许IPv6像IPv4一样从头发展。如果产品不是一开始就为IPv6而准备，而是靠打补丁进行升级，那今后可能就会遇到应用困难，不能满足对IPv6的长远需求。
核心路由器的组网
无论从拓扑和手段来看，今天的核心路由器组网已经很成熟。
一般来说，每个节点都是多级冗余。在核心节点采用全网状连接，保证最高的冗余性；往外拓展采用双归连接，即一个节点分别接到2个不同的核心节点，保证整个网络的安全性。由于今天的IP核心网络是承载未来各项业务的综合平台，所以在物理拓扑决定以后，组网的软件功能就很重要。核心节点要部署MPLS 快速重路由，保证50ms的切换；同时全网部署平稳重启。如果中间用的不是POTS接口，而出现以太网接口，还要用BFD。这几项技术主要是保证网络的快速收敛和平稳运行。
另外，考虑到未来IPv6的应用，在网络核心进行部署时，一定要体现将来如何平滑过渡到IPv6，以及如何使IPv4与IPv6共存，双栈部署就显得十分重要。
核心所向
从迫在眉睫的网络要求的角度来看，我们可以对核心路由器的未来发展趋势做以下三点展望。
第一，将来的核心路由器会变成什么样。它会不会在一个机箱里不断地增加其处理能力？这种可能性不大，因为技术本身是有其局限性的。所以目前的共识是，将来的路由器发展不会在单机箱里无限增大容量，而是朝着多机架方向发展。我们从不同的角度审视都会得出相同的结论。比如对于ASIC制造商而言，要生产无限巨大能力的产品，是相当困难的；从电源角度来看，路由器端口密度越来越大，处理速度越来越快，耗电量也就成倍增长，在一个单一的机箱里无法承受如此无限上升的电耗。所以未来的核心路由器一定是采用多机架体系结构，即路由矩阵。而且真正的多机箱路由结构，能保证平滑过渡和扩展，而不是跳跃的发展。
第二，面向IPv6的广泛部署。IPv6在运营商的转型中能发挥重要作用，确保新型网络可从逻辑上和地理上进行扩展。IPv6还支持为任何设备分配惟一的地址，因此可支持利用相同的IP基础设施来部署全新的先进应用。核心路由器必然要具备以下特性，才能帮助运营商迎接当前面临的最严峻的IPv6部署挑战：全面的IPv6解决方案，为任何IPv6应用环境提供端到端的支持，从企业边缘到服务供应商网络核心；运营级的硬件和软件，提供丰富的特性集、高可用的平台、无与伦比的卓越性能以及非常灵活的迁移和运行机制；安全性，同时用于控制和数据层面功能。
第三，从全网的角度来看，网络应该是可管理可控制的。新型的用户端-网络接口和运营商之间的接口将扮演极其重要的角色。用户端-网络接口可允许用户和应用请求网络特定的质量、安全性及可用性变化，网络必须能够了解并执行这些请求。通过使用户和应用向网络发送这些请求的方式实现自动化并标准化。另一方面，新型运营商之间的接口可以使不同的运营商之间进行互联的时候，能够准确地把各自的服务属性做一个交互，这样能保证业务在跨越不同运营商的时候，服务质量还能得到完整的继承。这不仅有助于提供更具吸引力的业务产品, 而且还为提高运营商的运行整合能力铺平了道路。
“核竞争”的背后
今年以来，沉寂了一段时期的核心路由器市场，突然热闹起来。全球最主要两家路由器厂商之一的Cisco公司，于5月26日由总裁约翰·钱伯斯和高级副总裁Mike Volpi共同向业界发布了传闻已久的最新路由器产品CRS-1。而记者得到的最新消息是，另一个路由器市场的主要玩家Juniper公司，也将在本周推出其最高端的核心路由器产品。
与此同时，国内本土的几家路由器厂商，也在摩拳擦掌。除了中国本土的庞大市场，他们也正在将视野放眼全球。自主产权，万兆，IPv6，从这些字眼的组合来看，国内核心路由器厂商的竞争力已经凸现出来。而来自Yankee Group的警告则是，激烈的竞争将加速行业的整合，最终可能只有几家厂商能在增长中受益。
在当前，服务供应商和企业都意识到，联网方式转型的关键在于，需要将投机取巧的方式转型成为具有战略性和前瞻性的方式。实现这种转变的关键因素是卓越的、安全且面向未来的IP基础设施，服务供应商和企业能够利用该设施来交付各种服务与应用。实现这些当今网络的大变革，核心路由器将在其中扮演关键性的角色。
来自Dell’Oro集团的最新报告显示，核心路由器市场已连续6个季度增长，随着宽带用户的迅速增长，这个趋势还将持续下去。事实上，这一波运营商级路由器市场的复苏，是从2003年二季度开始的，用户对宽带的需求和企业对更先进数据服务的需求，使核心路由器市场销售有所好转。20世纪90年代末安装的上一代路由器，如今需要被更先进的机型更新换代。
市场上也出现了一些新的玩家，他们能否生存发展，关键还是与运营商需求的契合点如何。2003年新进入核心路由器市场的Procket网络(现已被Cisco收购)和Chiaro网络公司宣称其产品比传统厂商拥有更高的可扩展性
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| 文章作者：未知 更新日期：2006-08-08 |
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