集群技术走向成熟 核心路由器的趋势

　　路由器通过集群技术扩展

　　集群就是一种最有效的解决扩展性问题的技术，它可在方便维护、不增加网络复杂度的前提下，用更加廉价的手段来满足业务高速增长、网络性能及容量提升的需求，以降低网络的建设成本和维护成本。

　　集群技术在路由器领域的引入，目的是将两台或两台以上普通核心路由器通过某种方式连接，使得这些核心路由器能够进行设备间协同工作和并行处理，实现系统容量的平滑扩展，并且对外只表现为一台逻辑路由器。此方案又称为路由器矩阵技术或多机箱（Multi-Chassis）组合技术，通过采用并行交换技术（PPS），将多个独立的交换网级联，共同组成一个多级多平面的交换矩阵系统，从而突破单机箱在交换容量、功耗、散热等方面的限制，实现更大容量的路由交换系统。

　　由于集群系统中的每个路由器机箱之间都是通过高速光背板互连，省去了相应的互连接口，且不再需要昂贵的路由器接口卡实现复杂的QoS、路由转发等特性，使机箱之间的互连成本远低于普通端口互连方式；同时还克服了采用普通端口互连方式带来的带宽瓶颈问题。另外，这些路由器成员只有一个统一的管理和路由控制引擎，逻辑上是一台路由器，从而使网络拓扑和路由结构变得简洁清晰，维护简单方便。

　　针对网络建设来讲，通过路由器集群，将核心设备容量升级到原来的2倍、4倍、6倍、8倍或以上都能采取平滑扩充的方式，而且不会增加路由的跳数和复杂度。因此，集群技术完美地实现了核心路由器容量从Tbit／s级到数十Tbit／s级的扩展，很好地解决了核心层“大容量、可扩展”的问题。

　　路由器集群的结构模式

　　根据集群设备数量的不同，路由器集群的结构形态可以分为两框集群、四框集群和多框集群。而从目前的实现技术来看，集群内多台设备之间的连接，是采用对等互连或中心交换框的技术，通过构建类似HUB-SPOKE的方式来实现的。因此，集群的具体结构形态又可分为背对背、1拖m、2拖m及n拖m.“背对背”是指将2台用户框直接互连，而无需通过中心交换框：“1拖m”是指将m台用户框通过1台中心交换框进行集群互连：“2拖m”是指将m台用户框通过2台中心交换框进行集群互连。随着集群技术的不断进步，未来将朝着“n拖m”的结构发展，集群路由器的数量可以达到64框以上，系统容量也可达到100T以上。

　　由于集群内设备之间的数据交换容量巨大，采用传统的光纤互连已远远满足不了级联的需求。因此，需要采用专用的大容量数据光纤带来进行互连，而由于当前工艺的复杂性，大容量数据光纤带的成本相对也较高。目前大容量数据光纤带可做到每束光纤带包含72芯2.5G的光纤，每束光纤带的传送能力可达到180G.

　　从业界技术水平的发展来看，目前两框集群技术已经具备商用能力，四框及多框集群也将逐步成熟。对于两框集群技术，又可采用“背对背”、“1拖2”及“2拖2”等三种方式来实现，如图2所示：

　　这三种方式都具备相同的处理能力和设备容量，但由于“背对背”集群节省了中心交换框及一半以上的大容量数据光纤带，因此更具成本优势和较低的复杂度。而且，当前“背对背”集群，也具备平滑升级到“1拖2”、“2拖2”、“n拖m”等多框集群的能力。在当前集群技术发展的初期，两框集群具备商用能力的实际情况下，“背对背”集群技术无疑是一种可选择的较好的路由器集群模式。

　　结束语

　　核心路由器的发展代表了未来网络发展的方向，同时也是IP领域设备厂商实力的体现。随着互联网技术的不断发展，特别是在IMS、FMC、数字家庭等热点概念提出后，网络带宽需求激增，网络规模日益膨胀，下一代网络（NGN）对构建统一承载平台的关键设备，在处理能力、转发能力、扩展性、可靠性等方面提出了更加严格的要求，而集群技术的发展正契合了这一需求。

　　目前核心路由器集群技术正逐步走向成熟，其商用能力、硬件结构的可靠性及软件体系的稳定性等方面，都还需要经受市场长时间的验证，但它必将是未来核心路由器的发展方向。

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【责编:Kittoy】