6月25日，廣東地區(qū)出現(xiàn)了部分“網(wǎng)絡癱瘓”的情況，期間，用戶無法正常訪問互聯(lián)網(wǎng)，郵箱、QQ和MSN都無法登錄，給用戶的工作、生活造成較大影響。
經(jīng)過廣東電信的查詢和核實，發(fā)現(xiàn)造成“網(wǎng)絡癱瘓”的主要原因是廣東電信互聯(lián)網(wǎng)路由器集群中的兩臺路由器出現(xiàn)運行異常，50%的出省電路受到影響，導致廣東電信用戶訪問省外互聯(lián)網(wǎng)不暢。
而擔任出省路由器角色的一般是高端路由器，負責城域網(wǎng)間的流量傳輸。頻繁出現(xiàn)的網(wǎng)絡癱瘓事件對高端路由器的性能提出越來越嚴峻的挑戰(zhàn)。
廣東電信內(nèi)部一位人士告訴記者，高端路由器運行在城域網(wǎng)的核心層，一旦出現(xiàn)問題，將導致上面陳述的問題甚至更嚴重的后果，所以電信運營商在選擇高端路由器時都需要經(jīng)過嚴格評測和試用，保證設備穩(wěn)定性是第一位的。
而在3G市場正式啟動以及NGN網(wǎng)絡建設逐漸進入正軌的今天，運營商對高端路由器的需求大幅度提升。如何面對用戶千差萬別的需求以更好地實現(xiàn)全業(yè)務運營，運營商希望高端路由器可以靈活應對隨時變化的需求和流量。
這個重擔落在了高端路由器芯片身上，作為高端路由器最核心的環(huán)節(jié)，芯片需要完成包轉發(fā)、流量管理、QoS等至關重要的功能。因此，研發(fā)更為先進的高端路由器芯片，助力運營商應對全業(yè)務運營成為網(wǎng)絡設備商的共同目標。
以動制動
高端路由器從誕生發(fā)展至今，經(jīng)歷了幾番更新?lián)Q代的歷程，而在高端路由器發(fā)展歷程中，芯片技術的發(fā)展進步則是巨大的推動力。
第一代路由器，采用集中轉發(fā)、固定接口方式，由一個處理器CPU和固定數(shù)量的接口組成，接口模塊和CPU之間通過總線連接；第二代路由器采用CPU集中轉發(fā)，接口采用模塊化設計；第三代路由器基于CPU的分布式軟件轉發(fā)，分布轉發(fā)將前兩代的轉發(fā)性能提高了數(shù)十倍之多。
在互聯(lián)網(wǎng)剛剛起步的年代，互聯(lián)網(wǎng)流量非常有限，這些很少依靠路由器芯片技術，單純憑借通用CPU來完成轉發(fā)任務的高端路由器已經(jīng)可以勝任骨干網(wǎng)的需求。
而隨著互聯(lián)網(wǎng)的逐步發(fā)展和成熟，特別是上世紀90年代中后期，IP網(wǎng)絡開始商業(yè)化運作以及Web技術的出現(xiàn)使得互聯(lián)網(wǎng)技術得到空前的發(fā)展，用戶數(shù)目迅猛增加，網(wǎng)絡流量特別是核心網(wǎng)絡的流量以指數(shù)級數(shù)增長，傳統(tǒng)的基于軟件實現(xiàn)轉發(fā)的IP路由器無法再滿足網(wǎng)絡的發(fā)展需要。
以常見的主干節(jié)點2.5GPOS端口為例(當時網(wǎng)絡傳輸還以2.5G為主，并未發(fā)展到10G)，按照IP最小報文40字節(jié)計算，2.5GPOS端口線速的流量約為6.5Mpps，而且報文處理中還包含了諸如QoS、路由查找、二層幀頭的剝離/添加以及流量管理等操作，傳統(tǒng)的做法不可能實現(xiàn)這些功能。
于是，一些廠商開始引入ASIC實現(xiàn)方式，將轉發(fā)過程的所有細節(jié)全部通過硬件的方式來實現(xiàn)，例如，1996年成立的Juniper就專注于ASIC方式來構建高端路由器的芯片，思科的路由器芯片也開始采用ASIC技術已實現(xiàn)基于硬件的轉發(fā)，第四代路由器很好地解決了網(wǎng)絡流量的問題。
然而，基于ASIC的分布式硬件轉發(fā)的高端路由器并沒有一直高歌下去，它也遇到了無法處理的問題，即網(wǎng)絡業(yè)務的豐富性和性能之間的矛盾。
互聯(lián)網(wǎng)泡沫時期人們的焦點一直集中在路由器的轉發(fā)性能上，互聯(lián)網(wǎng)泡沫破滅后，人們發(fā)現(xiàn)業(yè)務才是網(wǎng)絡的真正價值所在，一切技術都必須圍繞著業(yè)務。因此，網(wǎng)絡管理、用戶管理、業(yè)務管理、MPLS、VPN、可控組播、QoS和流量工程等各種新技術紛紛出現(xiàn)，以滿足隨需而變的用戶需求。
特別是進入全業(yè)務時代，運營商為在激烈的市場競爭中占據(jù)先機，必須實現(xiàn)全業(yè)務運營，這就要求高端路由器不僅可以支持高速的包轉發(fā)，而且需具備強大的業(yè)務管理能力和精細的流量管理能力。
“ASIC芯片一旦量出，無法在對其進行大幅度的改動，ASIC的固定特性一直無法解決路由器對多業(yè)務支持的需求，因此，ASIC技術也逐漸被網(wǎng)絡設備商淘汰，而將目光轉向自主研發(fā)NP(網(wǎng)絡處理器)上。”上海貝爾副總裁劉永春向《通信產(chǎn)業(yè)報》(網(wǎng))記者表示。
據(jù)他介紹，采用NP技術構建的第五代路由器可以通過軟件控制的方式實現(xiàn)流量精細管理、包查找、QoS以及包轉發(fā)等多種功能。
“基于NP的高端路由器可以使運營商以動制動。”劉永春強調(diào)。
在這種背景下，在硬件體系結構上繼承了第四代路由器的成果，在關鍵的IP業(yè)務流程處理上則采用了可編程的、專為IP網(wǎng)絡設計的網(wǎng)絡處理器技術的第五代路由器成為當前的主流產(chǎn)品。
自主研發(fā)NP備戰(zhàn)40G
提起NP，一定會想到Intel、IBM為高端路由器生產(chǎn)的通用網(wǎng)絡處理器，不禁對高端路由器的性能產(chǎn)生質(zhì)疑。“采用通用網(wǎng)絡處理器，每個設備商的高端路由器架構、性能大同小異，何以助力運營商實現(xiàn)全業(yè)務運營？”很多人存在這樣的疑惑。
從目前來看，NP分為兩種，一種是設備商自主研發(fā)的網(wǎng)絡處理器，也可以稱為專用NP，更通俗地說，是家用NP；另外一種則是在市面上可以買到的商用網(wǎng)絡處理器，也即Intel、IBM提供的通用網(wǎng)絡處理器，每個設備商都可以拿來使用。
這些通用NP一般可支持10G以太網(wǎng)的傳輸，應用在高端路由器中，滿足了運營商的現(xiàn)網(wǎng)運營需求。
然而，隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，網(wǎng)民數(shù)量飛速增長，據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡信息中心(CNNIC)發(fā)布《第24次中國互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》顯示，截至2009年6月30日，我國網(wǎng)民規(guī)模達3.38億戶，寬帶網(wǎng)民達3.2億戶。
要滿足群體規(guī)模龐大的寬帶網(wǎng)民同時上網(wǎng)的需求，10G以太網(wǎng)已經(jīng)不能勝任，為此電信運營商需要將10G傳輸網(wǎng)演進到40G傳輸網(wǎng)。“經(jīng)過多年的技術積累和產(chǎn)業(yè)鏈的完善，40G商用的前期準備已經(jīng)完畢。”中國電信廣東研究院副總工程師徐建鋒表示。
顯然，單端口40G的線速轉發(fā)性能已經(jīng)成為高端路由器的基本特性之一。但徐建鋒告訴記者，目前市面上的通用網(wǎng)絡處理器僅僅具備10G的線速轉發(fā)性能，無法滿足運營商的需求。“單片40G性能的芯片技術難度大，成本高等原因，能提供高速網(wǎng)絡處理器的廠商越來越少，甚至一些原來提供網(wǎng)絡處理器芯片的比較有實力的大芯片廠商也逐漸退出這一市場。”
對40G和100G線速的高要求使得希望在高端市場分得一杯羹的設備廠商必須具備自主研發(fā)專用NP的能力。從各個廠商公布的資料來看，目前，業(yè)內(nèi)只有4家廠商可以提供專用NP，其中三家為網(wǎng)絡設備提供商，即思科、Juniper和阿爾卡特朗訊，其對應的高端路由器產(chǎn)品為CRS－1、T1600和7750，這些設備都嵌入了其自主研發(fā)的NP芯片。
