星火燎原前夜 100G路由应用盘点

　　100G路由器的发展之路一直都磕磕绊绊，前有400G路由器堵截，后有10G路由器的围追。而从100G路由器技术本身来看，还有接口、芯片、传输等难题需要一一克服。即便如此，100G路由的测试和实际部署也如星星之火一般在全球范围内开始展开，虽然眼前的火苗还十分微小。

　　运营商网络首当其冲

　　毫无疑问，与一般的企业网相比，运营商网络对带宽的要求更为迫切。运营商IP骨干网上承载着大客户、NGN、3G等重要业务，要求网络设备具备强大的转发能力。而移动互联网以及云计算更是加剧了网络升级的进程。再加之难以预料的流量增长，这一切都让运营商骨干路由器面临着巨大的性能压力，要求其不断演进核心网络，提供更高密度的高速/超高速端口以及更为强大的组播能力，来灵活应对峰值需求。

　　运营商的这些特点导致他们往往是各种网络新技术的尝鲜者，100G路由器也不例外。不论是从全球还是国内的情况来看，运营商都是100G路由产品的最积极测试者和使用者。在咨询机构Light Reading的一份调查中，140家参与调查的电信运营商中，有60%的运营商希望在未来3年部署100GE。

　　美国运营商Verizon就是这样，去年在欧洲部署全长为893公里100G骨干网络连接了巴黎和法兰克福，在美国则搭建了连接芝加哥到纽约，萨克拉门托到洛杉矶，明尼阿波利斯到堪萨斯城的网络。这两个100G骨干网都采用瞻博网络的核心路由器T1600作为枢纽。有评论家认为，采用T1600而不是最新的T4000反映出了运营商对100G网络的急迫心情，既等不到产品降价也等不到新品上市。

　　AT&T和Comcast在去年11月采用了思科CRS-3搭建他们的100G网络，而在100G边缘路由颇有建树的阿尔卡特朗讯也在德国电信、Verizon、Nextgen等多个运营商中有部署。

　　“国外市场的驱动力主要是多媒体视频流量及3G和4G无线网络带来的移动数据流量，这在国内因为应用环境还没有那么成熟，所以流量的压力还没有这么明显。”Gartner运营商技术市场首席分析师田颖把目前国外运营商加速部署100G网络的原因归咎于业务增长和流量增长的压力。同时，她也表示，其实国内在技术上并不落后，一些测试也早已经开始。

　　国内运营商对100G网络的测试最高调的是中国电信。但是目前最多的测试网络集中在100G的传输层面，而100G路由产品的测试相对低调。“传输与路由是相辅相成的两方面，运营商在做网络骨干扩展时会把100G的传输和100G的IP网络来通盘考虑。”田颖如是说。

　　企业网应用初露端倪

　　与运营商网络的已经部署或者蓄势待发相比，企业网络在100G路由的应用上显然没有那么多。但是，也有一些例外。美国霍华德休斯医学研究所(HHMI)的研究机构Janelia Farm研究院就是其中之一。去年9月，凭借多个博科 MLXe路由器中的56-端口100千兆以太网(GbE)，Janelia Farm研究院成为目前全球研究机构中部署100 GbE最大的单一站点。

　　HHMI是一家非营利医疗研究机构，是美国最大的慈善机构之一，关注点在生物医学研究和科学教育。HHMI每年大约向生物医学研究投入7.7亿美元，并拥有140亿美元的捐赠基金。

　　业务对网络的需求是推动网络升级的动力。Janelia Farm研究院网络基础设施主管Spartaco Cicerchia称，他们未来三至五年可能面临的挑战是产生和移动大量数据。而且有大量数据一直处于动态之中的。为了业务更为流畅的发展，他们需要部署一个没有瓶颈，并在数据生成、存储和移动中非常透明的网络。

　　Janelia Farm研究院升级之后的网络安装了多个互相连接的博科 MLXe-32和MLXe-16路由器，利用博科多机箱中继(MCT)来简化其数据中心网络并提高弹性。这一改进实现了网络级虚拟化并提高了网络可靠性，同时显著降低了管理复杂性。Janelia Farm研究园区核心网络把两个100G以太网端口汇聚起来创建一个200GB的逻辑连接，从而实现双向的线速带宽。聚合路由器是两个完整配置的博科 MLXe-32路由器，并带有超过2,400个GbE端口和10个GbE端口。不过，MCT技术也导致了从10G向100G网络转换期间产生了这次升级遇到的唯一的一次故障。在机架上的老式应用IEEE 802.1w协议的Force10交换机迅速配置生成树的方法与博科设备在运行MCT技术的同时所采用的方法的是不一致的。HHMI必须让这些交换机向下兼容802.1s。在这里，虚拟局域网桥接使用多个生成树让属于不同虚拟局域网的通信通过这个虚拟桥接的局域网中的不同路径。博科开发了一个解决802.1w/MCT异常问题的补丁。HHMI表示将在下一次维护时使用这个补丁。

　　Janelia园区的网络中每一个接线柜都有每秒200GB的连接，对于每一个研究人员的系统都有直接的10G以太网连接。为了确保在研究网络上实现最大性能和安全性，Janelia Farm研究院利用Ethernet Plus (PoE+)可堆叠交换机上的博科 FCX功能来划分其IP通信和无线局域网(WLAN)基础设施。

　　与HHMI类似，欧洲核子研究中心 (European Organization for Nuclear Research，简称CERN)也是由于对性能的需求增长而建设100G网络的。现时，CERN核心的无阻断能力处于每秒4.2 Terabit (即4.2 Tbps) 水平，这个数字在过去两年增长了一倍。CERN苛刻的环境要求每年增长15PB(即1500万千兆字节)的数据流。如果把这个数据换算成视频量来看，15PB相当于大约连续200年播放高清视频。CERN最终选择了博科 MLXe-32、MLXe-16及MLXe-8路由器系列来搭建他们的100G网络，从而来应对如此巨大的数据流量。

　　在向100G网络过渡的过程中，100G平台路由的概念被提出。它指的是什么呢?H3C研发副总裁尤学军曾给出过这样解读：“大家现在发布的产品讲100G平台，就意味着设备单槽位至少能够实现100G以上的处理能力，可以支持100G的接口线卡进行工作。”

　　在这个概念下的H3C CR16000核心路由器已经在上海电信IDC、湖南广电广域网和湖南电力通信网中有所应用。作为上海电信IDC出口路由器，CR16000通过EBGP与联通、电信的骨干路由器相联，出口路由器上运行了整个互联网39万条路由表，同时下发39万条硬件转发表到接口板。在湖南电力通信网中，CR16000是作为湖南电力通信网省级核心节点，负责全省MPLS VPN网络标签的分配和转发，同时通过MPLS VPN跨域解决方案，与国家电力通信网通信管理系统实现数据安全传输。

　　星星之火可燎原，但尚需时日

　　40/100G以太网标准(IEEE 802.3ba标准)已经在2010年六月获批，而主流网络厂商的100G路由产品也早已经陆续上市。所以在开始做本次调研的时候，笔者对100G路由的应用充满信心。但在调研结束开始撰文的时候，才真正发现， 100G路由目前的应用还是一个小火星儿，与想象中的熊熊大火相去甚远。应用调研的艰辛一方面是因为高端路由器在全球的出货量一直都屈指可数，而100G产品就更为稀少。此外，国外的运营商，类似Verizon、AT&T、美国有线电视宽带网络及IP电话服务供应商Comcast、德国电信、Nextgen等都已经实际部署了100G路由，但是因为保密协议或者其他一些原因，笔者并没有在公开资料上找到网络部署的具体细节，而采访中这个遗憾也一直没有办法弥补。国内的运营商几年前已经开始100G传输的测试，但是100G路由的信息更为封闭。主流网络厂商都表示已经参加了相关运营商的测试，但是细节不方便透露。

　　与运营商的遮遮掩掩相比，企业网的应用案例呈现出另一种情形。国外的用户已经开始部署，而国内的应用情况明显要落后于国外。但是向100G网络过渡的趋势也已经呈现，100G路由平台的部署成为一个新亮点。

　　在本文采写过程中，笔者很明显的感觉到不论是用户还是专家都对100G网络的未来方向是非常肯定的，但具体的应用时间还没有明确，而这种情况在中国尤其突出。现在这段时间，中国的运营商急于解决的问题还是40G与100G的兼容并存以及日后的迁移问题，100G的网络建设是下一步考虑的重点。目前来看，100G的传输测试已经经过了几轮发展，走过技术勘察阶段，将要走向产品选型阶段。而100G的IP网络建设显然要比传输发展的更慢一些。一般而言，企业网的发展升级要晚于运营商，所以可能100G的IP网络建设时间表更要推后。在技术更加成熟之后，最重要的是需求的更大发展和价格的进一步降低才会有100G网络的“燎原”之势出现。