[科普中国]-边缘路由器

定位

边缘路由器的定位是将用户由局域网汇接到广域网，在局域网和广域网技术尚有很大差异的今天，边缘路由器肩负着多种重任，简单地说就是要满足用户的多种业务需求，从简单的联网到复杂的多媒体业务和VPN业务等。这需要边缘路由器在硬件和软件上都要有过硬的实现能力。各设备提供商因此展开了激烈的竞争，派生出各种新鲜的技术手段。1

重要地位随着互联网的普及以及光子技术的快速发展，今天的网络已经发生了革命性的变化。由于IP 业务量的急剧扩张，骨干网络的容量不断扩大，DWDM系统迅速普及并得到大量应用，光网络市场出现了巨大的变化。网络运营商们需要比现有光网络技术更有效、更经济的手段来管理多波长网络，设备厂商为网络市场提供了从超长距离WDM 传输到光交叉系统OXC 的解决方案，这些方案为运营商提供了网络光层的动态管理，能够快速地提供光层业务，同时大大降低运营成本，提高经济效益。在过去的几年中，随着互联网的飞速发展和IP业务的爆炸式增长，一切向IP看齐的趋向更加明显。但是，传统的、基于TDM 的网络是面向可预测的话音业务的，在处理基于分组包的数据业务时效率太低。这就迫使电信运营商们逐渐改变其网络，以便更好地应对电信业务从电路交换到分组交换的转变，这使得运营商们对光层网络既完成传输功能又完成交换功能的需求更为迫切。在竞争的市场环境下，运营商们对于网络的认识更多的是看重其经济效益，而边缘网络由于其在整个网络中的位置和特性，就决定了它在网络运营商们眼中的重要地位。2

介绍多种技术在边缘融合在评价边缘路由器时，至少应该检查以下技术参数。

性能网络处理器（Network Processor，简称NP）是性能的主要决定因素。一般来说，通用的NP只能完成预设的编程能力，远不能满足瞬息万变的网络技术发展的需求，所以有实力的厂家基本上都是开发自己的ASIC芯片，这些ASIC芯片以线速处理业务流，并且能够对付多种协议，如PPP、帧中继、ATM等，将多种协议的数据适配到IP协议上，从这一角度来说，边缘路由器又将担当实现未来全IP网的重任。3

端口密度和扩展性运营商喜欢端口密度大的机器，这会给它留下富裕的扩展空间。扩展则主要通过堆叠来实现，良好的扩展特性将突破单机箱的限制，容量就可以按需平滑扩展。3

可靠性这包括网络可靠性和设备可靠性。网络可靠性取决于路由器所支持的物理网络，对SDH/Sonet等传统技术而言，网络具有电信级的可靠性。对于长距离以太网而言，出现了一些新的技术，如光以太网和802.17 的RPR（Resilient Packet Ring），但随着城域网建设的迅速展开，RPR应该是边缘路由器的必备特性。设备可靠性则取决于软件和硬件的实现水平，这就需要实现者确定最优的体系结构，并在开发上灌注心血。3

MPLSMPLS是二层和三层的融合技术，相当于IP网的信令，能够提供对业务流的细粒度控制和带宽的高层次管理。3

业务分类和质量业务分类定性，而业务质量定量，这是用户越来越关心的部分。因为底层的物理网络对业务的分类和带宽管理支持上参差不齐，目前各厂家基本都有自身的专有技术。随着MPLS等技术的逐渐成熟，边缘路由器最终将对业务分类和质量达到电信级支持。3

运营支持边缘路由器是业务提供商的核心设备，它要支持运营商的运营要求，包括管理、计费、认证和加密等等。通常路由器需要提供运营支撑系统（Operation Support Systems）接口，并符合相关的标准。3

针对用户对业务和带宽永不满足的需求，边缘路由器将采用更多的技术，拥有越来越高的技术含量。在保证高速连接的同时，还需进行多种数据处理工作，这就要求芯片制造商提供先进的网络处理器芯片和收发器芯片，保证线速水平。边缘路由器还需要有足够的智能性，例如当控制层面软件发生故障而重新启动时，这一动作对负载流的冲击应尽可能的小，这就要求控制层面保留一些状态，使得数据层面的功能不受重启的影响，这对将来实现全IP网的运营有着重要意义。3

需求是晴雨表技术不断进步，需求不断更新，边缘路由器就得马不停蹄地适应新的应用环境，而且，往往超前于标准的制定。谁迎合了市场，谁就是最大的赢家。从高层协议来看，IP网是方向，边缘设备要充分满足多种业务对于IP网承载所提出的要求，比如安全性、移动性和QoS等。从传输层来看，性价比好的“光以太网+RPR”是方向，这和未来的全IP网并行不悖。所以，未来的边缘路由器至少实现IPSec、MPLS、移动IP等几大功能，并提供物理层的RPR网络接口。而从短期来看，城域网建设是一个热点，因为这将直接满足城市用户对带宽的迫切需求，这和运营商现阶段缩减基础设施投入形成矛盾，这个矛盾的解决就在于边缘路由器是否能够提供底层软硬件的支撑手段，使得运营商得以开展新的、吸引用户的业务，从而不用再大规模地扩建网络。3

未来发展未来的IP网将承担着现今多种平行的网络所承载的业务，边缘路由器是这些业务数据的出入口，它的效能直接影响到整个网络的运营水平。在这个用户需求灵敏的领域，需要开发商不断地创新，只有牢牢把握住市场所需和技术发展方向，才能在网络的边缘永远生存下去。3

一度，人们认为路由器的数据流量越大越好、端口越多越强，但是随着业务种类和要求的增多，对于业务的控制、加强业务的区分和整合能力已经成为边缘路由器最为明确的发展方向。4

首先，支持多种宽带业务接入成为入网的必备条件。在“三网合一”的大趋势下，作为边缘化的接入设备应该具备视频、语音和数据的接入功能，与此同时兼备 QoS 技能，能够很好地感知网络变化以及控制网络流量，为网络提供高质量的接入能力。另外，随着运营商在建设网络中对IPv6 技术的要求越来越清晰，相关的标准也在形成之中，边缘路由器对 IPv6 的支持也很现实。4

其次，网络的融合最后落到包括边缘路由器在内的设备的功能整合和性能提高上。随着网络结构和业务需求的改变，边缘网络设备已经不再意味着简单和低端，相反，它结合了越来越多的新技术，已经成为“从开放性的互联网向可运营可管理的电信承载网转型的关键”。以往，要在运营商级和终端用户网络之间提供综合的业务，往往需要多个边缘路由器，这样不仅造成硬件成本的浪费，而且在功能整合和运营维护上也带来很大困难，因此各大路由器厂商现在纷纷将众多功能整合到一个“盒子”里，期望能有一个能够足以提供更多业务控制、支持能力的边缘路由器。4