【摘　要】描述了太比特路由器的主要特征，討論了它采用的主要技術(shù)，并指出了一些存在的問題。
?? 關(guān)鍵詞：路由器 數(shù)字通信 包交換
　　
1　引　言
　 Internet對網(wǎng)絡(luò)速度提出越來越高的要求，其驚人的流量增長已經(jīng)成為ISP共同的憂慮。CPU的運(yùn)算速度以每18個(gè)月翻一番的速度增長，而Internet的帶寬卻是以這個(gè)速度的四倍增長。IP流量的增長需要更高性能的路由器，這也正是下一代路由器——太比特路由器目前要應(yīng)對的挑戰(zhàn)。Juniper Networks公司推出的M40最大流量可以達(dá)到20Gb/sec，Cisco公司的12000可以達(dá)到60Gb/sec，Pluris公司的Pluris2 000則可以用單個(gè)箱達(dá)到149Gb/sec，通過多箱互聯(lián)可以達(dá)到19．2Gb/sec的流量。
　 速度并非當(dāng)前路由器所面臨的唯一問題，軟件故障也是困擾目前使用的路由器的一個(gè)重要問題。Cis co System公司的IOS代碼有不可忽視的缺陷，特別是在較新的版本中。丹麥電信運(yùn)營商，丹麥電信，在使用IOSV1．2的多協(xié)議標(biāo)簽交換時(shí)遇到了很大的困難。Cisco System公司的技術(shù)人員在測試代碼時(shí)也遇到了多起問題，其中包括連線卡上的存儲泄漏。連線卡要時(shí)時(shí)重新啟動，有時(shí)重啟速率可以達(dá)到每2個(gè)小時(shí)一次，在轉(zhuǎn)換啟用備用卡時(shí)損失高達(dá)20秒的數(shù)據(jù)包。
?? Cisco的RSP中同樣存在缺陷。RSP的缺陷可能導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器的癱瘓，使路由器不再能計(jì)算路由或傳遞數(shù)據(jù)包。即使安裝備用的RSP也不能解決這個(gè)問題，最后只能重起該RSP或更換板卡。
　 盡管Cisco在12000系列中克服了部分存在的部分問題，但是Cisco的策略是推出新一代高端路由器，以便對存在的問題進(jìn)行更好的解決。
2　太比特路由器的一些特性
　 太比特服務(wù)器力圖對存在的問題進(jìn)行圓滿的解決。表1顯示了目前主要太比特路由器提供商所提供的產(chǎn)品概貌。
　 太比特路由器的優(yōu)越性首先表現(xiàn)在它的吞吐性能上。但是關(guān)于吞吐性能的度量，還沒有統(tǒng)一、科學(xué)的尺度。目前，對于太比特路由器的吞吐性能有四種度量方法：
　 ·通過路由器內(nèi)部總線的速度來度量。Lucent所宣稱的6．4Tb/sec的吞吐速率，就是根據(jù)這種度量方法得來的。但是來自Avici的批評卻認(rèn)為，這個(gè)數(shù)字意義不大，因?yàn)锳vici的內(nèi)部總線速度已經(jīng)達(dá)到了32Tb/sec。
　 ·計(jì)算數(shù)據(jù)包的數(shù)目。計(jì)算所得數(shù)據(jù)包的數(shù)目對于測度路由器的交換速度是個(gè)很有效的數(shù)字，但是使用不同長度的數(shù)據(jù)包會產(chǎn)生不同的測量結(jié)果。
?? ·依據(jù)簇的性能進(jìn)行計(jì)算?！?br>????
　 ·根據(jù)路由器的一個(gè)機(jī)盤的總I/O容量進(jìn)行計(jì)算。這種方法比較可行，因?yàn)榭蛻糍徺I的是I/O；也比較簡單，只要把單線速率與機(jī)盤上的接口數(shù)進(jìn)行相乘就可以了。使用這種方法，目前尚沒有一個(gè)設(shè)備商的路由器達(dá)到太比級。Lucent可以達(dá)到159Tb/sec，Pluris和Cisco可以達(dá)到149Tb/sec。
　 可擴(kuò)展性將是太比特路由器的重要特征。目前太比特路由器通過聚簇技術(shù)來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)容量 ，達(dá)到太比特每秒數(shù)據(jù)流量的路由和交換能力。通過簇多個(gè)機(jī)盤組合成一個(gè)邏輯整體，形成一個(gè)完整的路由器。
　 在硬件上，太比特路由器做出了很大的創(chuàng)新。如Cisco12016路由器能夠快速而徹底地從硬件或供電故障中恢復(fù)，從系統(tǒng)中拔掉某塊線路板將不會中斷系統(tǒng)的運(yùn)行。帶有冗余備用交換路由及供電設(shè)備的路由器符合NEBS規(guī)范，從而保證設(shè)備的功能、安全性和互操作性。這個(gè)規(guī)范詳細(xì)具體，甚至包括了對地震和辦公環(huán)境振動的抵抗能力。與G比特路由器不同，太比特路由器通過冗余備用模塊來提高系統(tǒng)的可靠性。Lucent的64000，Cisco的12016，都可以配置備用的I/O模塊、交換模塊和路由處理器。當(dāng)其中一個(gè)模塊發(fā)生故障時(shí)，流量就會被切換到備用模塊。而Pluris 20000的每個(gè)I/O塊都配有兩個(gè)交換模塊，在提高可靠性的同時(shí)，這意味著在某一模塊發(fā)生故障之前有一半的設(shè)備處于閑置狀態(tài)。太比特路由器的路由計(jì)算和I/O功能可以獨(dú)立運(yùn)行，這也意味著其中一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，不會影響另外一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。即使拔掉路由處理器，系統(tǒng)也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)路由交換。
3　太比特路由器存在的問題
　 即使如此，太比特路由器仍然存在不少問題，包括軟件方面的和硬件方面的。對于高性能路由器，半導(dǎo)體制造和設(shè)計(jì)技術(shù)始終是一個(gè)瓶頸。如何穩(wěn)定高速ASIC電路，適應(yīng)迅速變化的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，是路由器廠商的共同難題。Tellabs是最早提供多機(jī)盤路由器的制造商，它選用FPGA技術(shù)，但是，與ASIC相比，F(xiàn)PGA的可擴(kuò)展性要差得多，這也是Tellabs路由器的吞吐量與同類產(chǎn)品相比低的原因。
　 目前大多數(shù)太比特器在更換路由處理器時(shí)，還不能同時(shí)維持路由計(jì)算的功能。在備用路由處理器可以正常工作之前，會耗費(fèi)長達(dá)數(shù)十秒的時(shí)間，而人們通常期望的是數(shù)毫秒時(shí)間的準(zhǔn)備。
?? 另外，大多數(shù)太比特路由器尚不能滿足運(yùn)行時(shí)加入機(jī)盤提高路由器容量。
　 路由器操作系統(tǒng)始終不能避免軟件故障，這通常會帶來嚴(yán)重的后果。人們期望軟件的容錯(cuò)性提高，但是，Pluris認(rèn)為，即使提高軟件的容錯(cuò)性，完全無錯(cuò)的軟件系統(tǒng)也是不可能的。路由器軟件升級也會影響系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。Juniper的M40可以在軟件升級的同時(shí)處理數(shù)據(jù)包 。而Lucent，Charlotte＇sWeb和NortelNetworks在部分軟件更新時(shí)，數(shù)據(jù)包仍可以正確傳遞。
　 內(nèi)存的使用方法也有重要意義。例如，M40運(yùn)行在Unix上，使用保護(hù)模式內(nèi)存，當(dāng)某一進(jìn)程出現(xiàn)內(nèi)存使用錯(cuò)誤時(shí)，不會影響其他進(jìn)程。
4　結(jié)束語
　 未來的太比特路由器將會進(jìn)一步演變。在底層新一代的路由器將會尋求與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的融合，這也就是意味著它將與光通信設(shè)備融合，也就是說，太比特路由器將通過MPLS與光交換設(shè)備進(jìn)行通 信。這一合成將允許網(wǎng)絡(luò)操作人員能夠更加靈活地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置。
　 另一方面，路由器會把對網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)交給軟件，用戶可以要求需要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。例如，電視會議數(shù)據(jù)包要求為電視會議會話預(yù)留資源。達(dá)到這一目標(biāo)的關(guān)鍵是系統(tǒng)對用戶命令的快速反應(yīng)。在這方面Avici產(chǎn)品性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出Cisco同類產(chǎn)品。與Avici相比，Cisco 12016的編程性能較差，Avici用不到一秒鐘完成的命令，Cisco 12016卻經(jīng)常要用數(shù)分鐘。

1　Radian Perlman．網(wǎng)絡(luò)互連：網(wǎng)橋、路由器、交換機(jī)和互連協(xié)議．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000
2　Grid Held．Cisco路由器性能測試．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000
3　朗訊科技（中國）有限公司．WaveStar LamdaRouter波長路由器亮相中國．世界電信13卷10期，2000年10月
4　匿名作者．新一代骨干網(wǎng)的核心—高端路電器．電信快報(bào)，2000．9