路由器的概念、功能及發(fā)展趨勢(shì)
?、?層交換
這是協(xié)議處理過(guò)程的一次革命性突破,也是現(xiàn)在GSR和TSR名稱的來(lái)源。自從名不見(jiàn)經(jīng)傳的Ipsilon公司在1994年推出“一次路由,然后交換”的IP Switch技術(shù)之后,各大公司紛紛推出自己專有的3層交換技術(shù)。如Cisco的Tag Switch、3Com的Label Switch等。綜合這些專有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),IETF終于在1998年推出了性能優(yōu)越的多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS)。
?、躀P over SDH,IP over DWDM
這方面的技術(shù)進(jìn)展完全源于光纖通信技術(shù)的進(jìn)展。隨著IP的核心地位逐漸被認(rèn)同,IP over ATM,然后ATM over SDH的方式被IP直接over SDH的方式取代。SDH采用時(shí)分復(fù)用的方式承載多路數(shù)據(jù)。因此在核心網(wǎng)中需大量采用復(fù)用器交叉連接器,DWDM(密集波分復(fù)用)使得一根光纖上可用不同的波長(zhǎng)傳送多路信號(hào)。
服務(wù)質(zhì)量更好
前面所述的路由器在速度上的提高仍只不過(guò)是為了適應(yīng)數(shù)據(jù)流量的急劇增加。而路由器發(fā)展趨勢(shì)更本質(zhì)、更深刻的變化是:以IP為基礎(chǔ)的包交換數(shù)據(jù)將在未來(lái)幾年內(nèi)迅速取代已發(fā)展了近百年的電路交換通信方式,成為通信業(yè)務(wù)模式的主流。這意味著,IP路由器不僅要提供更快的速度以適應(yīng)急劇增長(zhǎng)的傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)流量,而且IP路由器也將逐步提供原電信網(wǎng)絡(luò)所提供的種種業(yè)務(wù)。但是傳統(tǒng)的IP路由器并不關(guān)心也不知道IP包的業(yè)務(wù)類型,一般只是按先進(jìn)先出的原則轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包,語(yǔ)音電話、實(shí)時(shí)視頻、因特網(wǎng)瀏覽等各種業(yè)務(wù)類型的數(shù)據(jù)都被不加區(qū)分地對(duì)待?!?p> 由此可見(jiàn),IP路由器要想提供包括電信、廣播在內(nèi)的所有業(yè)務(wù),提高服務(wù)質(zhì)量(QoS)是其關(guān)鍵。這也正是目前各大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商(包括Cisco,3Com,Nortel等)所努力推進(jìn)的方向。各大廠商新推出的高、中、低檔路由器中都不同程度地支持QoS,如Cisco的最高檔12000系列,從硬件和軟件協(xié)議兩方面都對(duì)QoS有很強(qiáng)的支持,而其新推出的低端產(chǎn)品2600系列也支持語(yǔ)音電話這樣的新業(yè)務(wù)應(yīng)用。事實(shí)上,QoS不僅是路由器的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì),以路由器為核心的整個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)都在朝這個(gè)方向發(fā)展?! ?p> “三網(wǎng)合一”這一概念便是這個(gè)方向的產(chǎn)物。然而以傳統(tǒng)IP路由器為核心的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能適應(yīng)“三網(wǎng)合一”的趨勢(shì),以美國(guó)為首的各發(fā)達(dá)國(guó)家都在推進(jìn)能提供更好、更快的服務(wù)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)。其中路由器的研發(fā)又是關(guān)鍵,公司成為推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)的主要?jiǎng)恿Α! ?p> 對(duì)QoS的支持來(lái)自軟件和硬件兩個(gè)方面。從硬件方面說(shuō),更快的轉(zhuǎn)發(fā)速度和更寬的帶寬是基本前提。從軟件協(xié)議方面來(lái)說(shuō),經(jīng)過(guò)近年來(lái)的努力,產(chǎn)生了以下幾個(gè)結(jié)果:
?、買Pv4包頭服務(wù)類型字段
IPv4包頭中有一個(gè)3位的區(qū)域用以標(biāo)識(shí)此IP包的優(yōu)先級(jí)。據(jù)此優(yōu)先級(jí),IP路由器可以決定不同IP包的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先順序??梢哉f(shuō),自IP協(xié)議制定之日起,就已經(jīng)為日后提供更好的QoS預(yù)留了機(jī)制?! ?p> ?、赗SVP(資源預(yù)留協(xié)議)及相應(yīng)的系列協(xié)議
這是IP路由器為提供更好的服務(wù)質(zhì)量向前邁進(jìn)的具有深刻意義的一步。傳統(tǒng)上IP路由器只負(fù)責(zé)包轉(zhuǎn)發(fā),通過(guò)路由協(xié)議知道鄰近路由器的地址。而RSVP則類似于電路交換系統(tǒng)的信令協(xié)議,為一個(gè)數(shù)據(jù)流通知其所經(jīng)過(guò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)(IP路由器),與端點(diǎn)協(xié)商為此數(shù)據(jù)流提供質(zhì)量保證?! ?p> ?、跠iffServ(Differentiated Service)
出于以上兩個(gè)原因,IETF又新推出另一種QoS策略——DiffServ。目前DiffServ的框架已基本確定,美國(guó)的Internet2也選擇DiffServ作為其QoS策略。與DiffServ相比,RSVP是一種Integrated Service(集中控制策略),而DiffServ則是一種分散控制策略,其精髓是僅控制路徑中的每一行為。終端應(yīng)用設(shè)備通過(guò)SLA(Service Level Agreement)與邊緣路由器協(xié)商獲得其應(yīng)用數(shù)據(jù)流可得到保證的服務(wù)級(jí)別?! ?p> ?、芏鄥f(xié)議標(biāo)記交換
MPLS也被用來(lái)解決QoS問(wèn)題,但其覆蓋范圍是核心網(wǎng)絡(luò)路由器。為建立合理的核心路由間的交換路徑,核心路由器間需要定時(shí)交換流量等狀況信息。
管理更加智能化
隨著網(wǎng)絡(luò)流量的爆炸式增長(zhǎng),網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日益膨脹,以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的要求越來(lái)越高,路由器上的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)變得日益重要,網(wǎng)絡(luò)連接已成為日常工作、生活中不可缺少的部分。在保證質(zhì)量的情況下最大限度地利用帶寬、及早發(fā)現(xiàn)并診斷設(shè)備故障,迅速方便地根據(jù)需要改變配置,這些網(wǎng)絡(luò)管理功能都日益成為直接影響網(wǎng)絡(luò)用戶和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商利益的重要因素。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議七層模型中,網(wǎng)絡(luò)管理屬于高層應(yīng)用,目前各廠家網(wǎng)絡(luò)管理的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)是向智能化方向發(fā)展。而智能化又體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(路由器)之間信息交互的智能化;二是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)管理者之間信息交互的智能化。在網(wǎng)絡(luò)管理智能化的大趨勢(shì)中,“基于策略的管理”和“流量工程”這兩個(gè)技術(shù)概念是目前最引人注目的。各路由器廠商在新推出的產(chǎn)品中無(wú)不標(biāo)榜自己的網(wǎng)絡(luò)管理配套系統(tǒng)具有或部分具有這兩個(gè)方面的功能。
“基于策略的管理”這一概念將同時(shí)影響路由器之間和路由器與網(wǎng)絡(luò)管理者之間的信息交互行為模式,使得網(wǎng)絡(luò)管理者更易于從用戶的角度去定義和約束網(wǎng)絡(luò)行為,而這些上層策略將直接影響網(wǎng)絡(luò)基本行為,使傳統(tǒng)的路由算法發(fā)展為基于策略的路由算法,使路由器之間的信息交互必須包涵策略性所涵蓋的信息內(nèi)容?! ?p> “流量工程”是核心網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商最關(guān)心的問(wèn)題。新的協(xié)議如MPLS在解決標(biāo)記交換的同時(shí),也提供了一個(gè)很好的解決“流量工程”的方法,即通過(guò)路由器之間交互各端的流量狀態(tài)等信息,用收斂算法計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)記的顯式路徑,約束最短路徑優(yōu)先算法被采用以使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的流量在每一段時(shí)間內(nèi)盡量保持均衡。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展日新月異。當(dāng)我們沉浸在以IP為基礎(chǔ)的因特網(wǎng)給我們帶來(lái)的巨大喜悅中時(shí),路由器技術(shù)特別是核心路由器技術(shù)正經(jīng)歷著巨大的變化,路由器早已非當(dāng)年吳下阿蒙。借用比爾·蓋茨的話說(shuō):我們離不懂路由器僅有18個(gè)月了?! ?p> 交換式路由技術(shù)就是這一領(lǐng)域的熱門話題,它不僅解決了通信流量問(wèn)題,而且具有更高的網(wǎng)絡(luò)控制能力和管理能力。
評(píng)論