扫描核心路由器技术发展(1)

如今，越来越多的人开始使用IP网，而又有多少人知道什么才是连接IP网络的核心设备呢？

当IP与ATM之争已见分晓之后，路由器这一网络层数据包转发设备的作用和发展方向也被更加明确地定义出来。可以预见，在不久的将来，IP网络中的路由器就会像传统电信网中的核心元素——电话交换机一样，成为未来电信网络中的核心部件。

高速化和智能化，无疑已经成为下一代路由器的目标，未来的核心路由器也将会拥有更多的先进技术：混合式输入输出的体系结构、分布式队列调度机制、并行式输入调度技术、高速的分组转发……

核心路由器位于网络的中心，由高端路由器担当。核心路由器要求具备快速的包交换能力与高速的网络接口，一般都是模块化结构。对于核心路由器应该具有多大的背板交换能力，各厂商的界定并不完全统一，但通常认为应当大于40Gbps。

对于交换机和路由器这两种设备的主要区别，以往是根据其所侧重的功能来划分的，前者主要是实现良好的转发功能，而后者则通过丰富的软件功能来体现对网络的控制特性。

随着技术的发展，各厂商纷纷在交换机产品中加进路由功能，同时还强调路由器要能够集合带宽并加大业务吞吐量。

今天，对于核心路由器产品，除了其原有的功能外，还要强调高速交换能力，目的何在？这样做对于全网性能的提升又具有什么意义？

ASIC取代通用CPU

随着全球Internet用户数量和Web站点数量的急剧增长，市场对带宽的需求也迅速增加。而随着xDSL、HFC和无线接入等多样化的宽带接入技术的出现，以及视频点播、电子商务等多样化网络应用的出现，市场对Internet提出了更高的要求，其中最重要的就是服务质量保证。

服务质量的保证通常有两种途径:在有限的网络带宽基础上采用先进的QoS保证机制，或是提供足够的网络带宽。但无论采用哪种途径，都会涉及到网络终端、网络链路和网络连接点。

目前，由于DWDM技术的出现，使网络链路的带宽得到了成倍的增加。同时，网络终端设备的处理能力也基本能够满足各种新应用的需求。这时，网络的连接点，尤其是核心路由器的速度却跟不上链路带宽的飞速增长，成为了网络发展的瓶颈；同时，路由器是IP网的核心组件，因此需要有更高的智能性以提高全网的性能。

一直以来，路由器的发展沿着两条主线并行前进: 一方面，随着软、硬件技术的不断发展，路由器从原来通过软件存储转发的单纯数据通信设备发展到分布式硬件线速转发无阻塞交换的电信级设备；另一方面，随着传输技术的日新月异，其采用的传输方式也从传统的串口、以太网接口，发展到IP Over ATM、IP Over SDH直到目前最新的IP Over DWDM，通信能力不断迈向新的量级。

未来电信网络中的路由器已不再是简单地完成包转发功能，它有能力解决网络拥塞、时延和服务质量问题以及与传统电信网络之间的无缝连接和业务综合。

实际上，路由器的路由引擎已由过去的单纯软件实现转向由硬件ASIC（Application-Specific Integrated Circuits）实现，进而成为有交换功能的高速交换路由器。

ASIC是专用的集成电路，是由通信厂商根据实际需要，采用相应集成电路设计工具进行设计，设计完成并验证后，交由专业芯片生产厂家批量生产的。这样做，可以根据特定应用进行专门优化，批量生产后还可以降低成本。但ASIC生产使用后不能有任何修改，不够灵活，难以适应不断出现的各种需求。

目前，网络处理器逐渐被越来越多地采用。网络处理器由专业芯片厂商设计生产，属于通用芯片，它内部有多个处理器，可以实现多处理器多线程的并行处理，同时还有功能强大的协处理器，可完成如查表等标准化且耗时的功能。它提供一个精简指令集，设备制造者可以通过微码编程实现各种协议和业务。这样，可以通过修改微码升级软件快速满足各种变化和发展都很快的业务的需要，而不用更改替换任何硬件。

ASIC处理器是实现核心路由器系统先进性能的核心，其可编程性及路由与转发的一致性是最突出的技术亮点。通过ASIC与路由软件的组合，使核心路由器在IP骨干网中将路由器与交换机的性能进行了很好的对接和结合。