6月25日，廣東地區(qū)出現(xiàn)了部分“網(wǎng)絡(luò)癱瘓”的情況，期間，用戶無法正常訪問互聯(lián)網(wǎng)，郵箱、QQ和MSN都無法登錄，給用戶的工作、生活造成較大影響。
經(jīng)過廣東電信的查詢和核實，發(fā)現(xiàn)造成“網(wǎng)絡(luò)癱瘓”的主要原因是廣東電信互聯(lián)網(wǎng)路由器集群中的兩臺路由器出現(xiàn)運行異常，50%的出省電路受到影響，導(dǎo)致廣東電信用戶訪問省外互聯(lián)網(wǎng)不暢。
而擔(dān)任出省路由器角色的一般是高端路由器，負(fù)責(zé)城域網(wǎng)間的流量傳輸。頻繁出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)癱瘓事件對高端路由器的性能提出越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
廣東電信內(nèi)部一位人士告訴記者，高端路由器運行在城域網(wǎng)的核心層，一旦出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致上面陳述的問題甚至更嚴(yán)重的后果，所以電信運營商在選擇高端路由器時都需要經(jīng)過嚴(yán)格評測和試用，保證設(shè)備穩(wěn)定性是第一位的。
而在3G市場正式啟動以及NGN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)逐漸進(jìn)入正軌的今天，運營商對高端路由器的需求大幅度提升。如何面對用戶千差萬別的需求以更好地實現(xiàn)全業(yè)務(wù)運營，運營商希望高端路由器可以靈活應(yīng)對隨時變化的需求和流量。
這個重?fù)?dān)落在了高端路由器芯片身上，作為高端路由器最核心的環(huán)節(jié)，芯片需要完成包轉(zhuǎn)發(fā)、流量管理、QoS等至關(guān)重要的功能。因此，研發(fā)更為先進(jìn)的高端路由器芯片，助力運營商應(yīng)對全業(yè)務(wù)運營成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商的共同目標(biāo)。
以動制動
高端路由器從誕生發(fā)展至今，經(jīng)歷了幾番更新?lián)Q代的歷程，而在高端路由器發(fā)展歷程中，芯片技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步則是巨大的推動力。
第一代路由器，采用集中轉(zhuǎn)發(fā)、固定接口方式，由一個處理器CPU和固定數(shù)量的接口組成，接口模塊和CPU之間通過總線連接；第二代路由器采用CPU集中轉(zhuǎn)發(fā)，接口采用模塊化設(shè)計；第三代路由器基于CPU的分布式軟件轉(zhuǎn)發(fā)，分布轉(zhuǎn)發(fā)將前兩代的轉(zhuǎn)發(fā)性能提高了數(shù)十倍之多。
在互聯(lián)網(wǎng)剛剛起步的年代，互聯(lián)網(wǎng)流量非常有限，這些很少依靠路由器芯片技術(shù)，單純憑借通用CPU來完成轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)的高端路由器已經(jīng)可以勝任骨干網(wǎng)的需求。
而隨著互聯(lián)網(wǎng)的逐步發(fā)展和成熟，特別是上世紀(jì)90年代中后期，IP網(wǎng)絡(luò)開始商業(yè)化運作以及Web技術(shù)的出現(xiàn)使得互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到空前的發(fā)展，用戶數(shù)目迅猛增加，網(wǎng)絡(luò)流量特別是核心網(wǎng)絡(luò)的流量以指數(shù)級數(shù)增長，傳統(tǒng)的基于軟件實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)的IP路由器無法再滿足網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要。
以常見的主干節(jié)點2.5GPOS端口為例(當(dāng)時網(wǎng)絡(luò)傳輸還以2.5G為主，并未發(fā)展到10G)，按照IP最小報文40字節(jié)計算，2.5GPOS端口線速的流量約為6.5Mpps，而且報文處理中還包含了諸如QoS、路由查找、二層幀頭的剝離/添加以及流量管理等操作，傳統(tǒng)的做法不可能實現(xiàn)這些功能。
于是，一些廠商開始引入ASIC實現(xiàn)方式，將轉(zhuǎn)發(fā)過程的所有細(xì)節(jié)全部通過硬件的方式來實現(xiàn)，例如，1996年成立的Juniper就專注于ASIC方式來構(gòu)建高端路由器的芯片，思科的路由器芯片也開始采用ASIC技術(shù)已實現(xiàn)基于硬件的轉(zhuǎn)發(fā)，第四代路由器很好地解決了網(wǎng)絡(luò)流量的問題。
然而，基于ASIC的分布式硬件轉(zhuǎn)發(fā)的高端路由器并沒有一直高歌下去，它也遇到了無法處理的問題，即網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的豐富性和性能之間的矛盾。
互聯(lián)網(wǎng)泡沫時期人們的焦點一直集中在路由器的轉(zhuǎn)發(fā)性能上，互聯(lián)網(wǎng)泡沫破滅后，人們發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)才是網(wǎng)絡(luò)的真正價值所在，一切技術(shù)都必須圍繞著業(yè)務(wù)。因此，網(wǎng)絡(luò)管理、用戶管理、業(yè)務(wù)管理、MPLS、VPN、可控組播、QoS和流量工程等各種新技術(shù)紛紛出現(xiàn)，以滿足隨需而變的用戶需求。
特別是進(jìn)入全業(yè)務(wù)時代，運營商為在激烈的市場競爭中占據(jù)先機(jī)，必須實現(xiàn)全業(yè)務(wù)運營，這就要求高端路由器不僅可以支持高速的包轉(zhuǎn)發(fā)，而且需具備強(qiáng)大的業(yè)務(wù)管理能力和精細(xì)的流量管理能力。
“ASIC芯片一旦量出，無法在對其進(jìn)行大幅度的改動，ASIC的固定特性一直無法解決路由器對多業(yè)務(wù)支持的需求，因此，ASIC技術(shù)也逐漸被網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商淘汰，而將目光轉(zhuǎn)向自主研發(fā)NP(網(wǎng)絡(luò)處理器)上。”上海貝爾副總裁劉永春向《通信產(chǎn)業(yè)報》(網(wǎng))記者表示。
據(jù)他介紹，采用NP技術(shù)構(gòu)建的第五代路由器可以通過軟件控制的方式實現(xiàn)流量精細(xì)管理、包查找、QoS以及包轉(zhuǎn)發(fā)等多種功能。
“基于NP的高端路由器可以使運營商以動制動。”劉永春強(qiáng)調(diào)。
在這種背景下，在硬件體系結(jié)構(gòu)上繼承了第四代路由器的成果，在關(guān)鍵的IP業(yè)務(wù)流程處理上則采用了可編程的、專為IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)的第五代路由器成為當(dāng)前的主流產(chǎn)品。
自主研發(fā)NP備戰(zhàn)40G
提起NP，一定會想到Intel、IBM為高端路由器生產(chǎn)的通用網(wǎng)絡(luò)處理器，不禁對高端路由器的性能產(chǎn)生質(zhì)疑。“采用通用網(wǎng)絡(luò)處理器，每個設(shè)備商的高端路由器架構(gòu)、性能大同小異，何以助力運營商實現(xiàn)全業(yè)務(wù)運營？”很多人存在這樣的疑惑。
從目前來看，NP分為兩種，一種是設(shè)備商自主研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)處理器，也可以稱為專用NP，更通俗地說，是家用NP；另外一種則是在市面上可以買到的商用網(wǎng)絡(luò)處理器，也即Intel、IBM提供的通用網(wǎng)絡(luò)處理器，每個設(shè)備商都可以拿來使用。
這些通用NP一般可支持10G以太網(wǎng)的傳輸，應(yīng)用在高端路由器中，滿足了運營商的現(xiàn)網(wǎng)運營需求。
然而，隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，網(wǎng)民數(shù)量飛速增長，據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心(CNNIC)發(fā)布《第24次中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》顯示，截至2009年6月30日，我國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)3.38億戶，寬帶網(wǎng)民達(dá)3.2億戶。
要滿足群體規(guī)模龐大的寬帶網(wǎng)民同時上網(wǎng)的需求，10G以太網(wǎng)已經(jīng)不能勝任，為此電信運營商需要將10G傳輸網(wǎng)演進(jìn)到40G傳輸網(wǎng)。“經(jīng)過多年的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)鏈的完善，40G商用的前期準(zhǔn)備已經(jīng)完畢。”中國電信廣東研究院副總工程師徐建鋒表示。
顯然，單端口40G的線速轉(zhuǎn)發(fā)性能已經(jīng)成為高端路由器的基本特性之一。但徐建鋒告訴記者，目前市面上的通用網(wǎng)絡(luò)處理器僅僅具備10G的線速轉(zhuǎn)發(fā)性能，無法滿足運營商的需求。“單片40G性能的芯片技術(shù)難度大，成本高等原因，能提供高速網(wǎng)絡(luò)處理器的廠商越來越少，甚至一些原來提供網(wǎng)絡(luò)處理器芯片的比較有實力的大芯片廠商也逐漸退出這一市場。”
對40G和100G線速的高要求使得希望在高端市場分得一杯羹的設(shè)備廠商必須具備自主研發(fā)專用NP的能力。從各個廠商公布的資料來看，目前，業(yè)內(nèi)只有4家廠商可以提供專用NP，其中三家為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商，即思科、Juniper和阿爾卡特朗訊，其對應(yīng)的高端路由器產(chǎn)品為CRS－1、T1600和7750，這些設(shè)備都嵌入了其自主研發(fā)的NP芯片。
