网络新“核能”:新环境下的核心路由器( 二 )


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要害部分 。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非凡的优化 。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、可猜测的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 。这不是一项轻易的任务 , 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 。要害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 , 另外在碰到更换硬件、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 。

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