C114通信网  |  通信人家园

市场
2009/7/21 09:57

NP芯片重塑高端路由器“灵魂”

通信产业网  逄丹

6月25日,广东地区出现了部分“网络瘫痪”的情况,期间,用户无法正常访问互联网,邮箱、QQ和MSN都无法登录,给用户的工作、生活造成较大影响。

经过广东电信的查询和核实,发现造成“网络瘫痪”的主要原因是广东电信互联网路由器集群中的两台路由器出现运行异常,50%的出省电路受到影响,导致广东电信用户访问省外互联网不畅。

而担任出省路由器角色的一般是高端路由器,负责城域网间的流量传输。频繁出现的网络瘫痪事件对高端路由器的性能提出越来越严峻的挑战。

广东电信内部一位人士告诉记者,高端路由器运行在城域网的核心层,一旦出现问题,将导致上面陈述的问题甚至更严重的后果,所以电信运营商在选择高端路由器时都需要经过严格评测和试用,保证设备稳定性是第一位的。

而在3G市场正式启动以及NGN网络建设逐渐进入正轨的今天,运营商对高端路由器的需求大幅度提升。如何面对用户千差万别的需求以更好地实现全业务运营,运营商希望高端路由器可以灵活应对随时变化的需求和流量。

这个重担落在了高端路由器芯片身上,作为高端路由器最核心的环节,芯片需要完成包转发、流量管理、QoS等至关重要的功能。因此,研发更为先进的高端路由器芯片,助力运营商应对全业务运营成为网络设备商的共同目标。

以动制动

高端路由器从诞生发展至今,经历了几番更新换代的历程,而在高端路由器发展历程中,芯片技术的发展进步则是巨大的推动力。

第一代路由器,采用集中转发、固定接口方式,由一个处理器CPU和固定数量的接口组成,接口模块和CPU之间通过总线连接;第二代路由器采用CPU集中转发,接口采用模块化设计;第三代路由器基于CPU的分布式软件转发,分布转发将前两代的转发性能提高了数十倍之多。

在互联网刚刚起步的年代,互联网流量非常有限,这些很少依靠路由器芯片技术,单纯凭借通用CPU来完成转发任务的高端路由器已经可以胜任骨干网的需求。

而随着互联网的逐步发展和成熟,特别是上世纪90年代中后期,IP网络开始商业化运作以及Web技术的出现使得互联网技术得到空前的发展,用户数目迅猛增加,网络流量特别是核心网络的流量以指数级数增长,传统的基于软件实现转发的IP路由器无法再满足网络的发展需要。

以常见的主干节点2.5GPOS端口为例(当时网络传输还以2.5G为主,并未发展到10G),按照IP最小报文40字节计算,2.5GPOS端口线速的流量约为6.5Mpps,而且报文处理中还包含了诸如QoS、路由查找、二层帧头的剥离/添加以及流量管理等操作,传统的做法不可能实现这些功能。

于是,一些厂商开始引入ASIC实现方式,将转发过程的所有细节全部通过硬件的方式来实现,例如,1996年成立的Juniper就专注于ASIC方式来构建高端路由器的芯片,思科的路由器芯片也开始采用ASIC技术已实现基于硬件的转发,第四代路由器很好地解决了网络流量的问题。

然而,基于ASIC的分布式硬件转发的高端路由器并没有一直高歌下去,它也遇到了无法处理的问题,即网络业务的丰富性和性能之间的矛盾。

互联网泡沫时期人们的焦点一直集中在路由器的转发性能上,互联网泡沫破灭后,人们发现业务才是网络的真正价值所在,一切技术都必须围绕着业务。因此,网络管理、用户管理、业务管理、MPLSVPN、可控组播、QoS和流量工程等各种新技术纷纷出现,以满足随需而变的用户需求。

特别是进入全业务时代,运营商为在激烈的市场竞争中占据先机,必须实现全业务运营,这就要求高端路由器不仅可以支持高速的包转发,而且需具备强大的业务管理能力和精细的流量管理能力。

“ASIC芯片一旦量出,无法在对其进行大幅度的改动,ASIC的固定特性一直无法解决路由器对多业务支持的需求,因此,ASIC技术也逐渐被网络设备商淘汰,而将目光转向自主研发NP(网络处理器)上。”上海贝尔副总裁刘永春向《通信产业报》(网)记者表示。

据他介绍,采用NP技术构建的第五代路由器可以通过软件控制的方式实现流量精细管理、包查找、QoS以及包转发等多种功能。

“基于NP的高端路由器可以使运营商以动制动。”刘永春强调。

在这种背景下,在硬件体系结构上继承了第四代路由器的成果,在关键的IP业务流程处理上则采用了可编程的、专为IP网络设计的网络处理器技术的第五代路由器成为当前的主流产品。

自主研发NP备战40G

提起NP,一定会想到IntelIBM为高端路由器生产的通用网络处理器,不禁对高端路由器的性能产生质疑。“采用通用网络处理器,每个设备商的高端路由器架构、性能大同小异,何以助力运营商实现全业务运营?”很多人存在这样的疑惑。

从目前来看,NP分为两种,一种是设备商自主研发的网络处理器,也可以称为专用NP,更通俗地说,是家用NP;另外一种则是在市面上可以买到的商用网络处理器,也即Intel、IBM提供的通用网络处理器,每个设备商都可以拿来使用。

这些通用NP一般可支持10G以太网的传输,应用在高端路由器中,满足了运营商的现网运营需求。

然而,随着互联网的飞速发展,网民数量飞速增长,据中国互联网络信息中心(CNNIC)发布《第24次中国互联网络发展状况统计报告》显示,截至2009年6月30日,我国网民规模达3.38亿户,宽带网民达3.2亿户。

要满足群体规模庞大的宽带网民同时上网的需求,10G以太网已经不能胜任,为此电信运营商需要将10G传输网演进到40G传输网。“经过多年的技术积累和产业链的完善,40G商用的前期准备已经完毕。”中国电信广东研究院副总工程师徐建锋表示。

显然,单端口40G的线速转发性能已经成为高端路由器的基本特性之一。但徐建锋告诉记者,目前市面上的通用网络处理器仅仅具备10G的线速转发性能,无法满足运营商的需求。“单片40G性能的芯片技术难度大,成本高等原因,能提供高速网络处理器的厂商越来越少,甚至一些原来提供网络处理器芯片的比较有实力的大芯片厂商也逐渐退出这一市场。”

对40G和100G线速的高要求使得希望在高端市场分得一杯羹的设备厂商必须具备自主研发专用NP的能力。从各个厂商公布的资料来看,目前,业内只有4家厂商可以提供专用NP,其中三家为网络设备提供商,即思科、Juniper和阿尔卡特朗讯,其对应的高端路由器产品为CRS-1、T1600和7750,这些设备都嵌入了其自主研发的NP芯片。

 

给作者点赞
0 VS 0
写得不太好

免责声明:本文仅代表作者个人观点,与C114通信网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

热门文章
    最新视频
    为您推荐

      C114简介 | 联系我们 | 网站地图 | 手机版

      Copyright©1999-2024 c114 All Rights Reserved | 沪ICP备12002291号

      C114 通信网 版权所有 举报电话:021-54451141