隨著信息技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)用戶持續(xù)增長，寬帶中國、云計算、OTT視頻業(yè)務(wù)、IDC業(yè)務(wù)的不斷興起，核心骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對計算能力、轉(zhuǎn)發(fā)能力和端口密度都提出了更高的要求。傳統(tǒng)路由器在可靠性、性能可擴展性、規(guī)模可擴展性和服務(wù)可擴展性等方面有其難以逾越的障礙，已經(jīng)不能滿足下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求，超級核心節(jié)點已成為電信運營商們進一步發(fā)展業(yè)務(wù)的瓶頸。這種情況在中國市場尤為明顯，以中國電信163骨干網(wǎng)為例，作為全球最大的骨干網(wǎng)絡(luò)，ChinaNet近幾年的網(wǎng)絡(luò)流量增長速度接近50%，各節(jié)點每年都會進行板卡和端口擴容。因此，怎樣實現(xiàn)核心層設(shè)備“大容量、可擴展”的特性，用更加簡單且方便維護的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來滿足網(wǎng)絡(luò)核心交換和互聯(lián)的需求，正是運營商目前最關(guān)心的問題。
集群技術(shù)已成為路由器核心最重要的競爭力體現(xiàn)
單機框設(shè)備的容量、槽位數(shù)、擴展能力終究有限，在流量已經(jīng)超摩爾定律增長的今天，不改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)容量的不斷增大、充分保護既有投資，多機框集群技術(shù)成為必然選擇。路由器集群技術(shù)是將兩臺或兩臺以上普通核心路由器（線卡框）通過中央交換網(wǎng)絡(luò)（中央框）連接起來組成一個統(tǒng)一的路由系統(tǒng)，而對外只表現(xiàn)為一個邏輯管理網(wǎng)元。這項技術(shù)使得多臺核心路由器之間協(xié)同工作和并行處理，最大程度實現(xiàn)系統(tǒng)容量的平滑擴展。
集群技術(shù)可以稱之為IP領(lǐng)域的“核武器”，匯聚了路由器領(lǐng)域的尖端技術(shù)，是路由器廠商真實實力的集中體現(xiàn)。工信部電信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所副所長石友康告訴記者：“可商用的集群系統(tǒng)需要攻克的的核心技術(shù)主要包括多級交換網(wǎng)技術(shù)、包處理芯片、高密接口、高速背板連接、短距光互連技術(shù)、整機系統(tǒng)散熱、虛擬化技術(shù)、安全技術(shù)等，這些高精尖的技術(shù)需要在軟件和硬件上有多年持續(xù)的技術(shù)積累。此外，還要保證系統(tǒng)超強的前向兼容能力，無中斷在線升級等。”而這些技術(shù)均需要相當(dāng)長時間的積累，并非所有路由器廠商均能掌握。
目前業(yè)界主流的核心集群路由器廠家主要有思科、Juniper和華為三家，均已在現(xiàn)網(wǎng)部署超過4框以上的集群設(shè)備。但縱觀這些年來各自核心路由器的發(fā)展，我們不難看出，核心路由器的研發(fā)需要長期的技術(shù)積累：思科從CRS-1到CRS-3經(jīng)歷了6年的發(fā)展歷程，這還不包括CRS-1的研發(fā)時間；Juniper從 T640路由器發(fā)展到100G平臺的T1600也用了5年時間；而業(yè)界大腕們從單一設(shè)備到集群的演進也都經(jīng)歷了2-4年不等的時間。
中國運營商IP網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點集群已成常態(tài)，集群框數(shù)增長迅速
2006年以前，中國運營商骨干網(wǎng)上所有節(jié)點還都是單框設(shè)備，2007年集群路由器開始上線；2009年開始，運營商對于骨干網(wǎng)路由器和大部分城域網(wǎng)出口路由器均要求支持集群特性，使得集群路由器的商用得以加速；2012年，三大運營商現(xiàn)網(wǎng)集群數(shù)量已近4百臺，其中中國電信部署數(shù)量最多。
“與沃達豐、法電等國外運營商擁有各個地區(qū)的眾多子網(wǎng)不同，中國三大運營商的網(wǎng)絡(luò)相對集中，單張網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和用戶數(shù)量都屬于世界前列，這樣的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也決定了中國運營商對于集群路由器的需求更加強烈。”石友康指出。
據(jù)了解，目前三大運營商現(xiàn)網(wǎng)已部署3框以上的集群系統(tǒng)已近80套，最大的節(jié)點已達7框集群，流量較大的骨干節(jié)點從2框集群擴容到6框以上集群僅僅用了不到4年的時間。不難看出，集群已成為運營商IP網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點的常態(tài)，而隨著流量的迅速增長，集群框數(shù)也在迅速增加，石友康預(yù)測，到2013年，2+4以上的超大集群系統(tǒng)需求將大規(guī)模涌現(xiàn)。
我們知道，線卡框的數(shù)量決定了集群系統(tǒng)的容量，也決定了設(shè)備廠家集群技術(shù)的成熟度。在集群系統(tǒng)中，2個線卡框和2個中央框組成的2+2系統(tǒng)是集群中最簡單的結(jié)構(gòu)，而業(yè)界俗稱“集群俱樂部”的思科、華為、Juniper三大巨頭則均已發(fā)布了可商用的2+8集群系統(tǒng)，成為路由器集群領(lǐng)域的新標(biāo)桿。集群技術(shù)以及集群系統(tǒng)的容量是核心路由器領(lǐng)域最重要的考量指標(biāo)，容量越大對穩(wěn)定性、成熟度、安全性的要求越嚴(yán)格。這也是為何如今并非所有的廠商都支持2+8集群的主要原因。
石友康表示：“2+8集群技術(shù)已成為路由器技術(shù)發(fā)展的一個新的階段，掌握2+8集群技術(shù)，在internet骨干網(wǎng)絡(luò)的安全性上就可以不再受制于人，我們希望看到更多像華為這樣的國內(nèi)廠家出現(xiàn)，形成我國在該技術(shù)領(lǐng)域的核心競爭力。。”
運營商逐步提高集群路由器的測試門檻
眾所周知，核心路由器處于網(wǎng)絡(luò)的心臟地帶，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，將會影響幾十上百萬用戶的業(yè)務(wù)體驗。對于運營商來說，為保證用戶業(yè)務(wù)永久在線，核心路由器的穩(wěn)定運行是至關(guān)重要的。
為保證設(shè)備穩(wěn)定性，運營商需要對設(shè)備進行最嚴(yán)格的測試，確定設(shè)備的可商用性。此外，目前全球主流運營商在引入新設(shè)備或新技術(shù)時都采用了循序漸進的方式，進行充分的現(xiàn)網(wǎng)驗證和試商用，根據(jù)設(shè)備的表現(xiàn)再逐漸擴大應(yīng)用規(guī)模。最后，對于骨干網(wǎng)這樣的核心網(wǎng)絡(luò)，新設(shè)備或新技術(shù)引入前必須要具備在城域網(wǎng)多年承載大流量的經(jīng)驗和成熟的應(yīng)用案例。
由于未來幾年的集群規(guī)模將越來越大，應(yīng)用越來越廣泛，運營商需要考慮逐步提高新設(shè)備入網(wǎng)測試的門檻，確保入網(wǎng)的核心路由器都能支持8框的能力，具備足夠的擴展性。在測試用例的選擇上可以考慮采用4框或4框以上的集群作為基本要求，進行嚴(yán)格的業(yè)務(wù)疊加測試，并確保設(shè)備入網(wǎng)后能夠擴展至2+8的能力，滿足網(wǎng)絡(luò)大部分節(jié)點未來兩到三年的發(fā)展要求。
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