100G路由器技术与应用分析

路由芯片与路由架构

路由器的转发处理工作需要路由芯片来进行承担。高性能路由芯片是100G路由器成功应用的保障。当前路由芯片技术的发展状况是什么样的?阿尔卡特朗 讯为我们提供了比较全面的分析：100G路由板卡的构建有多种方式，可以采用多个10G、20G或者40G等低速芯片组合，也可以直接使用100G高速芯 片。

采用单芯片构建的100G路由板卡可以在多个端口之间动态共享资源，单芯片构建的板卡具有组合芯片构建的板卡难以匹敌的优势：如非常细致的进行负载 均衡以避免由于资源未能共享而造成的数据处理问题，提供简单的开发接口等。因此开发单个越来越快的路由器芯片是新一代100G路由平台面临的挑战。

目前，各大主流的路由器厂商都在致力于研发自己的100G路由芯片，路由芯片的处理能力也在稳步的进行提升之中。更强的单芯片处理能力、更低的路由芯片能耗已经成为了路由芯片技术发展的必然趋势。单芯片路由交换处理性能，也将成为考量路由器性能的一项新的技术指标。

路由芯片组的处理性能在稳步提升，然而网络应用流量需求同样也在日益增长。在与瞻博网络公司的沟通采访中，我们了解到这样一个信息：网络流量增长的 速度已经超过了摩尔定率。这意味着，在今后的一段时间内，路由芯片的处理能力发展进程必将落后于网络流量的应用需求。如此一来，必然将会对互联网的网络应 用带来十分不良的影响。

在提出问题的同时，瞻博网络也提供出了一个革命性的变革方案：简化核心路由器业务功能，核心路由器仅负责高速承载和转发。把业务功能都放在网络的边 缘路由器之中，通过降低核心设备的复杂性换取容量的增长，从而有效的提升了网络核心路由器的流量处理能力。从网络架构技术发展的角度来看，这也的确是一项 当之无愧“革命性变革”。

从目前收集的厂商技术资料可以了解，将路由器网络核心简化成为超大容量的二层网络交换设备。将众多核心路由集群的技术思路已得到众多厂商的认同。目前除瞻博网络外，华为、中兴也已经有相类似的产品出来。

通过路由网络架构的变革，可以有效提升路由带宽处理能力，增加路由器接口密度，从而满足了向100G路由平滑过渡的需求。然而在实际应用部署时，还 需要对兼容性问题进行关注。目前的路由器集群技术还没有通用性的标准，不同厂商的核心路由器还无法在一个统一平台上进行集成，因此在今后核心路由器的选型 中，还需要对路由器的集群扩容能力进行更深入的考量。

100G路由的传输与融合

当问及目前什么因素在制约着100G路由器的普及时，很多厂商不约而同的将矛头指向了100G路由器的传输。目前100GE光模块的初期传输距离仅 实现了10公里。而100GE接口首先是在长途骨干核心平面应用，需要核心路由器和传送系统的紧密配合。在传输网中，POS接口技术从标准发展的角度到 40Gbps已经停止。

100G时代将以以太网和OTN(光传输网络Optical Transport Network)为主，以太网/OTN封装将替代POS。在同时运用GMPLS(通用多协议标志交换协议Generalized Multiprotocol Label Switching)技术后，可以使得IP和传输控制平面协同，达到有效解决路由的计算、网络流量的规划和调度、以及收敛保护的最优化的目的。

在对厂商路由传输解决方案更进一步分析后我们可以了解，当前存在着传输与融合两种解决方案。

华为为我们具体描述了路由器与传输设备互通建设端到端100G网络的解决方案：通过华为OTN系列产品，实现1500公里超长距离传送，配合大容量 OTN交换、智能 ASON(Automatically Switched Optical Network)等技术，实现WDM(Wavelength Division Multiplexing)传送网络持续向更大容量、更灵活高效和高可靠的网络演进。

中兴通讯也已推出了全程100G承载网解决方案，实现从汇聚层到骨干层、从传输层到IP层的超高速网络，具有三款高端产品——集群路由器ZXR10 T8000、大容量交叉设备ZXONE 8000以及核心交换机ZXR10 8900E。其中集群路由器ZXR10 T8000去年完成了EANTC的100G独立测试，可平滑升级支持100G端口线速转发。

而思科更是提出了一个颠覆性的解决方案：路由设备与传输设备融合，在路由器上同时集成传输和采光(IP over DWDM)这种两种技术。从而取消传输设备，打破传输和路由器之间的瓶颈，达到降低用户设备投入，减化网络结构，从根本上解决路由设备远距离传输问题。

从目前收集到的技术资料分析，目前100G路由器数据远距离传输问题依然存在，在短期内100G数据长距离传输还需要传送网设备的介入。然而路由设备与传输设备融合是未来网络发展的大趋势，一但技术成熟，必然会引发一场颠覆性的变革。

IPv4与IPv6

当前IPv4的地址已告枯竭，IPv6的部署举棋未定，在100G路由器中对这个问题是如何应对的?通过H3C CR16000上公布的IPv4向IPv6过渡技术我们可以了解目前主要是通过多种隧道技术和IPv4与IPv6双协议栈的方式来解决IPv4向IPv6 过渡问题。

在目前IPv4向IPv6过渡时期，IPv4和IPv6双协议栈技术应用所占比例较高，也有无数的标准，无数的协议在探讨v4、v6怎么去共存。甚 至思科还在路由与交换平台上推出了名址分离网络协议(LISP)。这一协议能够在IPv4隧道上自动进行IPv6的创建和修改工作，支持快速建立双栈配 置，从而可有效简化IPv6部署工作。

由此可以了解，在100G路由器中，尽可能的对过渡技术进行支持，令用户顺利渡过IPv4向IPv6过渡期，也是目前所有路由器厂商的一个期望。

100G时代的变革

为了更便于用户对100G路由器产品进行了解，《网络世界》评测实验室列举了一部分100G路由器的重要评测项目，并收集了目前主流100G路由器厂商的技术资料，进行了一次技术对比。希望通过这样的对比可以使用户对不同厂商的100G路由器产品有一个较清晰的了解。

在路由器产品型号中，我们选择了各厂商100G路由器中的最高端产品进行技术对比。

在技术指标对比项目上，我们选择了交换容量、包转发率、业务槽位、单板接口数以及100G接口模块类型和支持光纤类型这些个项目进行对比。

在对比中我们发现，大交换容量、高包转发率依然是路由器发展的趋势，各厂商的路由器性能指标竞赛将会作为一个永久话题而长期存在。通过路由表容量技 术指标对比我们发现，大路由表容量是100G路由的另一个技术趋势，随着IPv4向IPv6地址协议的转换，需要路由器具有更高的路由表容量来进行支持， 然而大路由表必然会影响路由器的转发性能，在这个问题上如何进行平衡、取舍，是路由器技术的关键点所在。

在100G接口上，厂商基本只有CFP光纤接口模块这一种选择，由此带来的是最高2口的单板接入密度及最远10公里的数据传输距离。低端口密度及远距数据传输问题，在新技术出台之前依然无法解决。

迫切的100G应用需求

不久前，全球最大CDN服务商美国Akamai公司4日公布数据显示，中国大陆宽带平均网速1.4M 全球排名第90位。无论是视频、移动互联网、云计算等新型业务均需要网络带宽的支持，而过低的网络带宽正在限制着网络应用的发展。在国内，对网络带宽应用 的需求十分迫切。然而，根据受访厂商最保守估计，100G网络的大规模应用也要在2年以后才能实现。

现如今，国内的运营商们是如何改善国内网络应用情况的呢?当我们向各家路由器厂商了解目前国内100G路由器应用情况时，各厂商均表示目前正在进行相关的测试，目前还不便于对外公布。

目前，我们也很难通过其它渠道了解当前运营商的网络布署情况。与之形成鲜明对比的是在国外，有很多企业、大学及科研机构正在独立搭建自身的 100G路由网络。由此可见，国内网络发展的公开性令人担忧!在100G路由技术正在蓬勃发展的今天，我们的网络应用带宽将有什么样的提升?当我们步入后 100G时代时，国内网络应用会有什么新的发展变革?我们将拭目以待!