隨著云計算、視頻應用、社交網絡等業務應用的興起，互聯網上的流量增長迅猛，激增的流量使IP骨干網和城域網對路由性能提升的需求不斷高漲，面向“100G平臺”的新一代路由設備逐漸成為新的應用熱點。
100G路由可以為網絡應用帶什么新的應用拓展?當前100G路由器的發展狀況如何?有什么成功的應用?何時可以真正普及?
帶著上述問題，記者對阿爾卡特朗訊、博科、思科、華為、H3C、瞻博網絡以及中興等國內外知名的路由器廠商進行了問題采訪。從技術性、應用性以及適用性三個方面，對各大廠商目前已有的以及將要推出的100G路由器產品進行一次綜合性的技術分析。
100G的優勢——百G路由器應用分析
100G可以為我們帶來什么?這個問題很好解答：對于個人用戶來講，100G路由器的應用可以使我們的上網帶寬提升10倍，光纖入戶將不再是我們的夢想。對企業級用戶來講，100G路由器的應用可以極大減輕用戶在網絡帶寬上的資金投入。充裕的網絡帶寬將加速企業業務向云計算方向邁進的步伐。對于電信運營商來講，100G路由器的應用可以讓運營商不增加布線就可提升10倍的網絡數據轉發能力，100G鏈路的傳輸效率也會高于10條10G鏈路的聚合捆綁。
由此可知，100G路由器對于所有路由器廠商而言，是機遇也是挑戰。在思科發布的全球云指數預測報告中，已經向我們明示了由于視頻、移動互聯網、云計算等新型業務的推動，無論是電信運營商、有線電視運營商、內容提供商還是企業用戶，IP網絡的建設和發展仍然是未來很長期的投資重點，全球的IP流量整體趨勢上仍然會保持較高的增速。流量的壓力、帶寬的需求必然會推動100G路由技術的飛速發展。在這種市場形式之下，技術滯后將意味著被淘汰出局。因此，路由器廠商在爭先宣傳或發布與100G路由器相關的技術或產品。
100G的迷茫——百G路由技術分析
然而，目前100G路由器產品技術是否已然成熟了呢?在100G路由的時代，我們是否還需要忍受IP與傳輸兩張網導致的路由計算、網絡流量的規劃、調度以及收斂時間難以協調的煎熬?當運營商和企業客戶需要更加智能靈活地控制網絡，并且希望網絡本身提供增值服務能力時，路由器是否可以提供更加豐富和更靈活的服務能力?當100G路由正式部署時，舊有的路由器可否進行平滑升級?
帶著上述疑問，《網絡世界》對各大路由器廠商進行了一次深入的技術調研。在調研中，廠商各抒己見：有的廠商宣傳自身的路由芯片技術，有的廠商力推自己的路由架構，有的廠商在推廣端到端的解決方案，還有的廠商在推廣路由與傳輸的融合……。總體上講，要想實現100G路由的規模部署，起碼存在著接口、芯片、傳輸三道硬件上的難關，以及IPv4與IPv6互通這一軟件上的難題需要克服。下面我們來看一下，各大路由器廠商是如何向100G“平滑過渡”的。
平滑過渡的保障——廠商技術方案分析
“平滑過渡”這是本次100G路由器調研中廠商談論頻率最高的一個詞語。雖然，IEEE在2010年6月發布了有關40G/100G以太網的IEEE 802.3ba標準，其它相關的光模塊及幀結構等相關標準業已就位。但是目前還存在著諸多路由器向100G“平滑過渡”的問題。
100G接口與100G平臺
路由器要想實現100G高密度部署的目標，首先要克服的是100G接入的問題。在調查中我們發現，雖然目前很多廠商均推出了自己的100G路由接口模塊，但是目前100G路由接口模塊存在著物理尺寸大、傳輸距離短、可靠性不高等問題。
目前廠商采用的100G路由接口模塊基本均為CFP光模塊，長度為144.75mm，寬82mm寬，高13.6mm，模塊的電接口有148個插針，最大數據傳輸距離為10公里。過大的物理尺寸必然會對高密度端口部署造成影響，過多的接口插針使模塊的插拔壽命受到影響，10公里的數據傳輸距離難以滿足數據遠距傳輸的需求。由此可知，目前100G路由接口模塊技術僅解決了100G路由接口的有無問題，但是還不具備很強的實用性。同時，目前路由芯片的處理性能也無法滿足過高密度100G路由端口的應用。
因此，在路由器接口模塊技術尚未完善之際，路由芯片處理性能尚未顯著提升之前，目前的100G路由器實際上，應該稱之為向100G路由過渡的100G路由器平臺會更確切一些。以H3C推出了100G平臺路由器這一產品為例：
在H3C的CR16000系列核心路由器中，采用了創新的交叉間隔矩陣架構，減少了數據信號在高速傳輸通道中的串擾和衰減，可以實現單槽位720G無阻塞交換能力，從而有效保障目前高密度10G或100G板卡的線速轉發。
通過支持10M路由表、支持IPV4和IPV6雙協議棧、支持多種路由協議。在滿足目前運營商IP骨干網、數據中心骨干互聯節點以及各種行業大型IP網絡的核心和匯聚位置路由應用需求的同時，又可以通過后續升級交換網板的方式實現性能的持續提升。從而達到平滑向100G路由器過渡的效果。
實際上，這也是當前各大路由器廠商都在采用的技術解決方案：在當前，利用100G平臺路由器的高性能路由處理能力可以實現高密度萬兆接入或進行低密度100G路由轉發，從而有效緩解目前流量帶寬應用需求的壓力。在未來，100G接入端口及網絡傳輸技術完善后，可以采用提升路由器處理性能、增加 100G路由接口密度的方式平滑向100G路由過渡。
路由芯片與路由架構
路由器的轉發處理工作需要路由芯片來進行承擔。高性能路由芯片是100G路由器成功應用的保障。當前路由芯片技術的發展狀況是什么樣的?阿爾卡特朗訊為我們提供了比較全面的分析：100G路由板卡的構建有多種方式，可以采用多個10G、20G或者40G等低速芯片組合，也可以直接使用100G高速芯片。
采用單芯片構建的100G路由板卡可以在多個端口之間動態共享資源，單芯片構建的板卡具有組合芯片構建的板卡難以匹敵的優勢：如非常細致的進行負載均衡以避免由于資源未能共享而造成的數據處理問題，提供簡單的開發接口等。因此開發單個越來越快的路由器芯片是新一代100G路由平臺面臨的挑戰。
目前，各大主流的路由器廠商都在致力于研發自己的100G路由芯片，路由芯片的處理能力也在穩步的進行提升之中。更強的單芯片處理能力、更低的路由芯片能耗已經成為了路由芯片技術發展的必然趨勢。單芯片路由交換處理性能，也將成為考量路由器性能的一項新的技術指標。
路由芯片組的處理性能在穩步提升，然而網絡應用流量需求同樣也在日益增長。在與瞻博網絡公司的溝通采訪中，我們了解到這樣一個信息：網絡流量增長的速度已經超過了摩爾定率。這意味著，在今后的一段時間內，路由芯片的處理能力發展進程必將落后于網絡流量的應用需求。如此一來，必然將會對互聯網的網絡應用帶來十分不良的影響。
在提出問題的同時，瞻博網絡也提供出了一個革命性的變革方案：簡化核心路由器業務功能，核心路由器僅負責高速承載和轉發。把業務功能都放在網絡的邊緣路由器之中，通過降低核心設備的復雜性換取容量的增長，從而有效的提升了網絡核心路由器的流量處理能力。從網絡架構技術發展的角度來看，這也的確是一項當之無愧“革命性變革”。
從目前收集的廠商技術資料可以了解，將路由器網絡核心簡化成為超大容量的二層網絡交換設備。將眾多核心路由集群的技術思路已得到眾多廠商的認同。目前除瞻博網絡外，華為、中興也已經有相類似的產品出來。
通過路由網絡架構的變革，可以有效提升路由帶寬處理能力，增加路由器接口密度，從而滿足了向100G路由平滑過渡的需求。然而在實際應用部署時，還需要對兼容性問題進行關注。目前的路由器集群技術還沒有通用性的標準，不同廠商的核心路由器還無法在一個統一平臺上進行集成，因此在今后核心路由器的選型中，還需要對路由器的集群擴容能力進行更深入的考量。
100G路由的傳輸與融合
當問及目前什么因素在制約著100G路由器的普及時，很多廠商不約而同的將矛頭指向了100G路由器的傳輸。目前100GE光模塊的初期傳輸距離僅實現了10公里。而100GE接口首先是在長途骨干核心平面應用，需要核心路由器和傳送系統的緊密配合。在傳輸網中，POS接口技術從標準發展的角度到40Gbps已經停止。
100G時代將以以太網和OTN(光傳輸網絡Optical Transport Network)為主，以太網/OTN封裝將替代POS。在同時運用GMPLS(通用多協議標志交換協議Generalized Multiprotocol Label Switching)技術后，可以使得IP和傳輸控制平面協同，達到有效解決路由的計算、網絡流量的規劃和調度、以及收斂保護的最優化的目的。
在對廠商路由傳輸解決方案更進一步分析后我們可以了解，當前存在著傳輸與融合兩種解決方案。
華為為我們具體描述了路由器與傳輸設備互通建設端到端100G網絡的解決方案：通過華為OTN系列產品，實現1500公里超長距離傳送，配合大容量OTN交換、智能 ASON(Automatically Switched Optical Network)等技術，實現WDM(Wavelength Division Multiplexing)傳送網絡持續向更大容量、更靈活高效和高可靠的網絡演進。
中興通訊也已推出了全程100G承載網解決方案，實現從匯聚層到骨干層、從傳輸層到IP層的超高速網絡，具有三款高端產品——集群路由器ZXR10 T8000、大容量交叉設備ZXONE 8000以及核心交換機ZXR10 8900E。其中集群路由器ZXR10 T8000去年完成了EANTC的100G獨立測試，可平滑升級支持100G端口線速轉發。
而思科更是提出了一個顛覆性的解決方案：路由設備與傳輸設備融合，在路由器上同時集成傳輸和采光(IP over DWDM)這種兩種技術。從而取消傳輸設備，打破傳輸和路由器之間的瓶頸，達到降低用戶設備投入，減化網絡結構，從根本上解決路由設備遠距離傳輸問題。
從目前收集到的技術資料分析，目前100G路由器數據遠距離傳輸問題依然存在，在短期內100G數據長距離傳輸還需要傳送網設備的介入。然而路由設備與傳輸設備融合是未來網絡發展的大趨勢，一但技術成熟，必然會引發一場顛覆性的變革。
IPv4與IPv6
當前IPv4的地址已告枯竭，IPv6的部署舉棋未定，在100G路由器中對這個問題是如何應對的?通過H3C CR16000上公布的IPv4向IPv6過渡技術我們可以了解目前主要是通過多種隧道技術和IPv4與IPv6雙協議棧的方式來解決IPv4向IPv6過渡問題。
在目前IPv4向IPv6過渡時期，IPv4和IPv6雙協議棧技術應用所占比例較高，也有無數的標準，無數的協議在探討v4、v6怎么去共存。甚至思科還在路由與交換平臺上推出了名址分離網絡協議(LISP)。這一協議能夠在IPv4隧道上自動進行IPv6的創建和修改工作，支持快速建立雙棧配置，從而可有效簡化IPv6部署工作。
由此可以了解，在100G路由器中，盡可能的對過渡技術進行支持，令用戶順利渡過IPv4向IPv6過渡期，也是目前所有路由器廠商的一個期望。
100G時代的變革
為了更便于用戶對100G路由器產品進行了解，《網絡世界》評測實驗室列舉了一部分100G路由器的重要評測項目，并收集了目前主流100G路由器廠商的技術資料，進行了一次技術對比。希望通過這樣的對比可以使用戶對不同廠商的100G路由器產品有一個較清晰的了解。
在路由器產品型號中，我們選擇了各廠商100G路由器中的最高端產品進行技術對比。
在技術指標對比項目上，我們選擇了交換容量、包轉發率、業務槽位、單板接口數以及100G接口模塊類型和支持光纖類型這些個項目進行對比。
在對比中我們發現，大交換容量、高包轉發率依然是路由器發展的趨勢，各廠商的路由器性能指標競賽將會作為一個永久話題而長期存在。通過路由表容量技術指標對比我們發現，大路由表容量是100G路由的另一個技術趨勢，隨著IPv4向IPv6地址協議的轉換，需要路由器具有更高的路由表容量來進行支持，然而大路由表必然會影響路由器的轉發性能，在這個問題上如何進行平衡、取舍，是路由器技術的關鍵點所在。
在100G接口上，廠商基本只有CFP光纖接口模塊這一種選擇，由此帶來的是最高2口的單板接入密度及最遠10公里的數據傳輸距離。低端口密度及遠距數據傳輸問題，在新技術出臺之前依然無法解決。
迫切的100G應用需求
不久前，全球最大CDN服務商美國Akamai公司4日公布數據顯示，中國大陸寬帶平均網速1.4M 全球排名第90位。無論是視頻、移動互聯網、云計算等新型業務均需要網絡帶寬的支持，而過低的網絡帶寬正在限制著網絡應用的發展。在國內，對網絡帶寬應用的需求十分迫切。然而，根據受訪廠商最保守估計，100G網絡的大規模應用也要在2年以后才能實現。
現如今，國內的運營商們是如何改善國內網絡應用情況的呢?當我們向各家路由器廠商了解目前國內100G路由器應用情況時，各廠商均表示目前正在進行相關的測試，目前還不便于對外公布。
目前，我們也很難通過其它渠道了解當前運營商的網絡布署情況。與之形成鮮明對比的是在國外，有很多企業、大學及科研機構正在獨立搭建自身的 100G路由網絡。由此可見，國內網絡發展的公開性令人擔憂!在100G路由技術正在蓬勃發展的今天，我們的網絡應用帶寬將有什么樣的提升?當我們步入后 100G時代時，國內網絡應用會有什么新的發展變革?我們將拭目以待!
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