IP路由技术——真的需要40G吗?

2019-11-05 00:29:49

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供稿：网友

　　是大厦就需要坚固的地基。越来越多的人倾情于ip电信网美好蓝图，但是同样的问题也摆在它面前。
　　
　　要达到融合网络目标的重要前提是IP网络要足够健壮、具备高性能。这一目标让世界上顶尖的IP网络专家们“夜不能寐”，在网络技术领域看似成熟稳定的路由技术仍然需要多方面的创新与尝试。
　　
　　日前，国际知名独立实验室EANTC、思科公司和中国主要电信运营商的技术专家聚集一堂共同探讨IP路由技术的发展趋势。而话题则围绕着去年思科推出的CRS-1系统和去年美国在线媒体LightReading组织的一次核心路由器公开比较测试展开的。
　　
　　40G路由器公开比较测试
　　
　　LightReading是美国一家在IP和光通信领域非常知名的在线媒体。它的引人之处之一是其组织的网络和电信设备公开比较测试。
　　
　　LightReading从不给市场领先者——比如思科留什么面子。2001年，它曾经委托美国知名的测试公司NetworkTest进行了一次核心路由器的公开比较测试，那时关注焦点在10G POS接口，测试报告突出的一点就是Juniper赢得了测试。而其他几次涉及边缘路由器等产品的测试，虽然思科没有参加，但是文章中却无情的提到思科产品的软肋在哪里。
　　
　　去年LightReading组织了新一轮的核心路由器公开比较测试，此次测试将焦点放在了诸如40G PoS(Packet over SONET/SDH)接口等面向未来IP电信网设备需求的测试指标上。并向业界主要的核心路由器厂家思科、Juniper、Avici这样的公司发出了邀请。最终只有思科公司参加了此次测试。思科于去年5月份公布，8月份正式供货的CRS-1的测试结果显示，它能够满足未来电信运营商的需求。
　　
　　这次测试委托欧洲知名的网络测试实验室EANTC完成，这家实验室位于德国，它主要为世界上知名的电信运营商、客户提供测试服务，比如德国电信……同时也为厂商和媒体提供测试服务，它曾经是德国《Network World》的重要测试合作伙伴。此次测试耗时半年多，作为测试的实施者方案的制定者，EANTC花费了大量的时间在前期的测试方法调研和制定上，他们和世界上五家知名的电信运营商进行交流，比如Fibernet、MCI、SBC，了解他们心目中认为未来的电信运营商路由器要达到什么样的目标。最终在思科和安捷伦公司的配合下，完成了世界上首次40G PoS接口路由器的公开比较测试。
　　
　　需要40G吗？
　　
　　需要40Gbps吗？在思科发布CRS-1的时候，有人在质疑是否会需要40G PoS的接口。这也是我们关心的话题，究竟一些公司没有能够参加此次测试的原因之一是没有40G PoS接口。
　　
　　EANTC实验室的专家Carsten Rossenhoevel告诉记者，在与电信运营商进行沟通的时候，很多人认为40G很必要。很多世界顶级运营商骨干节点之间已经采用多条10G PoS捆绑的连接方式，这既浪费链路资源同时带来治理维护等诸多不便。国内运营商也有类似情况。像CRS-1那样能够支持IPv4/v6的线速转发的路由器，运营商现在也是需要的。而诸如组播、更多不影响性能的ACL、快速路由收敛和QoS也是运营商需要的。
　　
　　软件
　　
　　除了性能，CRS-1还在很多领域为建设健壮IP电信网做了更多细心的设计。
　　
　　为了保证多机箱系统能够更强的路由处理能力，CRS-1提供了附加的专用路由处理引擎，提高路由协议的处理速度，并且能够在多个路由处理引擎之间进行负载均衡和冗余备份。
　　
　　另外，IOS-XR在设计上考虑到了分布式计算的特性，可以通过多个路由计算平台的负载均衡，从而提高路由协议的处理计算能力。在网络发生变化的时候，可以迅速完成收敛。
　　
　　为了提高CRS-1系统的安全性，除了转发引擎可以设置大量的ACL，且保证性能的同时，还在路由器的转发平面和路由控制平面之间加入了硬件的防火墙，确保路由器的控制平台不受攻击的影响……
　　
　　作为运营商使用的核心路由器CRS-1采用了和以往思科路由器不同的软件系统IOS-XR。Carsten提到在测试CRS-1的IPv4/IPv6转发性能时，思科工程师发现其NP的转发引擎在这一测试中没有发挥出最大的效能，通过微代码的优化可以提高转发的性能。整个升级的过程中，没有导致路由器的宕机。他说比较以往的IOS，IOS-XR采用了类似UNIX的软件设计特性——微内核、模块化设计，这样IOS-XR不再像以前的IOS那样不同的功能模块就会需要不同的版本，而且可以在线引入新的模块，在线把有问题的进程杀掉，不会导致整个系统的死机。而思科的工程师介绍说，由于采用内存保护等多项技术，IOS-XR整个系统死机的可能性很低。Carsten认为新的IOS-XR比较以往的版本有更好的特性。
　　
　　CRS-1在软件设计上还有很多有益的功能特性，比如可以利用脚本生成大量的BGP策略，从而减轻配置的难度。
　　
　　据思科公司介绍，IOS-XR已经不是CRS-1专用的系统，现在已经可以在GSR系列路由器上使用，并已经有运营商在自己的GSR路由器上使用和测试这一软件。而CRS-1在去年8月份正式发货开始，已经装备了多个电信运营商的网络，比如意大利电信、Yahoo BB等等。一些电信运营商已经开始在测试CRS-1的多机箱系统。
　　
　　网络优化
　　
　　网络上必然会出现连路中断、设备死机的问题。路由器、路由协议的好处就是通过协议的算法，能够实现自动恢复，自动计算和发现新的路径，这样的网络具备更大的健壮性。
　　
　　但是同样的问题在于，网络是否能够快速的收敛。对于过去数据网络来说，几十秒、几分钟甚至更长的全网收敛时间尚可以接受，但是对于未来的语音、数据融合网络来说，这样的速度很难以接受。除了设备本身的可靠性设计、更强的路由处理计算能力以外，网络的设计也应该考虑相关的因素。
　　
　　思科的技术专家还利用这个机会和与会的中国专家交流了如何在网络设计上，减少网络收敛需要的时间。思科的技术专家用多个测试例来证实，多个BGP 自治域之间，或者一个自治域与另一个自治域之间，自治域内，在网状、环状、双链路的不同拓扑下，采用不同的协议可以在设备中断、链路中断的情况下快速收敛。
　　
　　对于未来的融合网络来说，看来不仅仅网络设备很重要，而网络的设计和优化也有着非常重要的作用。
　　
　　CRS-1的测试结果令人满足
　　
　　■ iMIX 的线速转发，80ns。
　　
　　■ 在路由器每个端口进出方向每个端口个加5000条ACL，不影响转发
　　
　　■ 400G的组播转发
　　
　　■ 150万路由在18秒进行收敛
　　
　　■ 优秀的CoS和整形测试结果
　　
　　■ 87000个M
　　
　　PLS隧道测试

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