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高端路由�
閱讀�7220�(shí)間:2011-05-02 16:28:34

  高端路由�是指在Internet骨干�(wǎng)核心使用、性能�(yōu)�、具有高密度高速端口和巨大交換容量的新一代路由器�(chǎn)�.通常將背板交換能力大�40Gbits的路由器稱為高端路由�,背板交換能力40Gbits以下的路由器稱為中低端路由器.以市場占有率的Cisco公司為例,12000系列為高端路由器,7500以下系列路由器為中低端路由器�

供電系統(tǒng)

  高端路由器在�(jié)�(gòu)上一般設(shè)�(jì)成機(jī)柜形�,用背板�(jìn)行信號轉(zhuǎn)接,從而將十幾塊到幾十塊具有不同功能的插件卡聯(lián)系在一�,來完成各種通訊功能。針對這種�(jī)械結(jié)�(gòu),供電系�(tǒng)一般采�48V母線分布式供電結(jié)�(gòu),先將交�220V�(zhuǎn)換成直流48V,然后利用DC/DC�(zhuǎn)換器�48V�(zhuǎn)換成各插件卡所需的各種工作電壓如5V�3.3V�2.5V�1.8V�1.5V�。所有DC/DC�(zhuǎn)換器均與�(fù)載設(shè)�(jì)在一塊印制板上或放置在距離負(fù)載板非常近的地方,再通過�(dǎo)線連接到負(fù)載板��

  這種供電方式的優(yōu)�(diǎn)為:采用48V電壓傳送直流電�,母線上電流很小,容易實(shí)�(xiàn)插件熱插�,提高系�(tǒng)的可維修�;直流地線與能量輸送線相互�(dú)�,直流地線上沒有大電流通過,有效地減少了系�(tǒng)地線電位�,有利于提高全系�(tǒng)供電的一致性及減少共模傳導(dǎo)干擾;電源的�(wěn)壓輸出端非常靠近�(fù)�,能獲得很高的供電質(zhì)��

  在分布式供電系統(tǒng)�(shè)�(jì)中,板上DC/DC�(zhuǎn)換器的選擇和�(shè)�(jì)是最�(guān)鍵的問題。每塊負(fù)載板都需求多種電�,且各種電源的電流要求大不一�。因�,如何確定DC/DC�(zhuǎn)換器的形式成為設(shè)�(jì)中最為重要的問題。近年來,電源器件發(fā)展相�(dāng)迅速,各種隔離型轉(zhuǎn)換器、非隔離型轉(zhuǎn)換器、負(fù)載點(diǎn)�(zhuǎn)換器(POL)、VRM、LDO不斷推出,為分布式供電系�(tǒng)的普及和�(fā)展提供了充足的條件�

  下面�3.3V�2.5V�1.8V�1.5V輸出為例,簡單介紹幾種不同形式的板上DC/DC�(zhuǎn)換器的供電結(jié)�(gòu)�

  1. 每路電源輸出均采用隔離型�(zhuǎn)換器�

  2. 中間總線變換器之后接非隔離型�(zhuǎn)換器�

  3. 高電�(>2.5V)用隔離型�(zhuǎn)換器,其他低電壓用非隔離型轉(zhuǎn)換器從高電壓中轉(zhuǎn)��

  這三種形式的供電�(jié)�(gòu)各有其優(yōu)缺點(diǎn):采用寬輸入范圍、可�(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器的中間總線結(jié)�(gòu)在成�、占用空間和功耗上代價(jià)更高;全部采用隔離型�(zhuǎn)換器在效率方�,成本較中間總線�(jié)�(gòu)稍低;在某些�(yīng)用中,當(dāng)有一�(gè)3.3V的大電流電源�(shí),采�3.3V�(zhuǎn)換器作為總線�(zhuǎn)換器比全部采用隔離型�(zhuǎn)換器的成本更�,但在功耗方面稍�;當(dāng)全部電壓都低�2V�(shí),采用隔離型�(zhuǎn)換器是所有方案中最有效的。在�(shí)際應(yīng)用中可根�(jù)成本、負(fù)載電流的大小、效�、PCB板面積、動(dòng)�(tài)響應(yīng)和濾波等要求來綜合考慮,以獲得一�(gè)的供電方��

市場�(xiàn)狀

  高端路由器是Internet骨干�(wǎng)建設(shè)的核心設(shè)備。相對中低端傳統(tǒng)路由器而言,高端路由器是可�(yùn)營的電信級路由器�(shè)�,高可靠性、高�(kuò)展性和高性能的“三高”特性是其關(guān)鍵屬�。由于能有效拓寬Internet骨干�(wǎng)原始帶寬,消除網(wǎng)�(luò)節(jié)�(diǎn)的帶寬瓶�,解決Internet骨干�(wǎng)日益面臨的流量壓�,新一代高端路由器正成為電信運(yùn)營商核心�(wǎng)�(luò)建設(shè)的新寵。隨著寬帶網(wǎng)�(luò)建設(shè)和行�(yè)信息化出�(xiàn)高潮,高端路由器正在逐步拓廣其應(yīng)用場合,除Internet骨干�(wǎng)�(luò)等高端路由器傳統(tǒng)�(yīng)用領(lǐng)域外,高端路由器�(yīng)用場合正向運(yùn)營商城域�(wǎng)�(luò)、行�(yè)專網(wǎng)、企�(yè)�(wǎng)�(luò)、校園網(wǎng)等領(lǐng)域滲��

  目前,中國高端路由器市場,主要設(shè)備廠商有Cisco、Juniper、Lucent、華�、Unisphere和Alcatel等。Cisco仍然是高端路由器市場;Juniper、華為是其高端路由器主要競爭對手,市場份額在不斷�(kuò)大,成為打破高端路由器市場壟斷的主力�;而中興、大唐和烽火將成為高端路由器市場不容忽視的新生力��

  國外品牌仍然占據(jù)�(qiáng)�

  高端路由器是�(wǎng)�(luò)�(shè)備廠家主要獲利工�,各廠家都希望通過在高端路由器市場中占有一席之�,來拉開與眾多網(wǎng)�(luò)�(shè)備廠家的差距,并以此作為�(zhàn)略目�(biāo)。隨著一些老牌路由器廠家逐漸退出路由器市場,Cisco通過高層訪華和技�(shù)培訓(xùn)等公�(guān)策略,加�(qiáng)與運(yùn)營商高層和地方電信的�(guān)�,引�(lǐng)中國電信等骨干路由器�(wǎng)�(luò)市場�

  國產(chǎn)品牌正在迅速崛�

  隨著國產(chǎn)廠商在高端路由器�(lǐng)域產(chǎn)品研�(fā)和市場開拓的力度不斷加大,以華為、中�、大唐等為代表的民族企業(yè),正在迅速切入高端市場。作為國�(nèi)民族通信�(chǎn)�(yè)代表的華�,在高端路由器領(lǐng)域已�(jīng)形成了極�(qiáng)的市場沖擊力,成為Cisco在中國高端路由器市場的無法忽視的競爭對手。華為NE系列高端路由器已在電�、移�(dòng)等眾多運(yùn)營商市場得到大規(guī)模商用,打破了國外廠商一�(tǒng)高端路由器市場的格局。中興ZXR系列高端路由器,也已通過中國電信和中國聯(lián)通設(shè)備選型測�,并在上海、福建等地IP城域�(wǎng)中實(shí)�(xiàn)商用。此�,大�、清華比威、烽火和巨龍等民族通信企業(yè)也在積極推�(jìn)其高端路由器�(chǎn)�(yè)化�(jìn)��

測試分類及內(nèi)�

  高端路由器測試需要連接兩�(gè)或多�(gè)邏輯端口,至少擁有一�(gè)物理端口。路由器根據(jù)收到的數(shù)�(jù)包中�(wǎng)�(luò)層地址以及路由器內(nèi)部維�(hù)的路由表決定輸出端口以及下一條路由器地址或主�(jī)地址,并且重寫鏈路層�(shù)�(jù)包頭。路由表必須�(dòng)�(tài)維護(hù)來反映當(dāng)前的�(wǎng)�(luò)�?fù)洹B酚善魍ǔMㄟ^與其他路由器交換路由信息來完成動(dòng)�(tài)維護(hù)路由��

  (一)高端路由器測試分�

  �(dāng)前路由器分類方法各異。各種分類方法有一定的�(guān)�(lián),但是并不完全一�。�??梢园凑章酚善髂芰Ψ诸?、結(jié)�(gòu)分類、網(wǎng)�(luò)中位置分類、功能分類和性能分類等方�。在路由器標(biāo)�(zhǔn)制定中主要按照能力分�,按能力分為高端路由器測試和低端路由器。背板交換能力大�20Gbit/s,吞吐量大于20Mbit/s的路由器稱為高端路由�。交換能力在上述�(shù)�(jù)以下的路由器成為低端路由�。與此對�(yīng),路由器測試�(guī)范分為高端路由器測試�(guī)范和低端路由器測試規(guī)��

  (�)測試目的及內(nèi)�

  通過測試路由�,可以了解到哪些路由器能提供的性能、路由器在不同負(fù)載下的行為、模型化�(wǎng)�(luò)使用路由器的�(shè)�(jì)參數(shù)、路由器能否處理突發(fā)流量、路由器的性能限制、路由器能否提供不同服務(wù)�(zhì)�、路由器不同體系�(jié)�(gòu)對功能和性能的影響、高端路由器測試的功能特性和性能指標(biāo)、路由器的使用是否影響網(wǎng)�(luò)安全、路由器�(xié)議實(shí)�(xiàn)的一致性以及路由器可靠性和路由器產(chǎn)品的�(yōu)勢和劣勢等內(nèi)�。低端路由器�(shè)備測試主要包括:常規(guī)測試,即電氣安全性測�;�(huán)境測試,包括高低�、濕度測試和高低溫存儲測�;物理接口測試,測試低端路由器可能擁有接口的電氣和物理測�;�(xié)議一致性測�,測試協(xié)議實(shí)�(xiàn)的一致�;性能測試,測試路由器的主要性能;管理測試,主要高端路由器測試對無大項(xiàng)�(wǎng)管功能的支持�

  高端路由器測試主要包括:接口測試,高端路由器測試可能擁有的接口測�;ATM�(xié)議測試,測試ATM�(xié)議要�;PPP�(xié)議測�,測試PPP�(xié)議的一致�;IP�(xié)議測�,測試IP�(xié)議一致�;路由�(xié)議測�,測試路由協(xié)議一致�;�(wǎng)管功能測�,驗(yàn)證測試網(wǎng)�(guān)功能;性能和QoS測試,高端路由器測試性能和QoS能力�(yàn)�;�(wǎng)�(luò)同步測試,測試設(shè)備同步定�(shí)能力;可靠性測�,驗(yàn)證設(shè)備可靠�;供電測試,測試整�(jī)功耗等�(nèi)�;�(huán)境測�,包括高低溫、濕度測試和高低溫存儲測��

  上述兩�(gè)測試�(guī)范由于起草單位以及起草時(shí)間不�,組織安排有所不同。除上述測試�,建議在測試中考慮下面所列測試項(xiàng)��(1)功能測試:主要來�(yàn)證產(chǎn)品是否具備了�(shè)�(jì)的每一�(xiàng)功能�(2)�(wěn)定性和可靠性測試:一般采取加重負(fù)載的辦法來評估和分析�(shè)備在長時(shí)�、高�(fù)載的情況下的�(yùn)行能��(3)互操作性測試:不同的網(wǎng)�(luò)�(chǎn)品之間必須能夠互操作?;ゲ僮餍詼y試考察一�(gè)�(wǎng)�(luò)�(chǎn)品是否能在一�(gè)由不同廠家的多種�(wǎng)�(luò)�(chǎn)品互連的�(wǎng)�(luò)�(huán)境中很好地工�,如�(yàn)證路由器與Cisco�(chǎn)品的互操作,交換�(jī)與Cisco�3Com、Lucent、Intel等的互操作等�

�(fā)展趨�

  自世界上臺千兆比路由交換器(GSR)在思科誕生以來,整�(gè)電信�(wǎng)�(luò)體系的核心業(yè)�(wù)節(jié)�(diǎn)開始�(fā)生根本性的變革。適�(yīng)IP�(yè)�(wù)指數(shù)式爆炸性增長的趨勢,幾年來,高端路由器逐漸已經(jīng)成為IP�(wǎng)�(luò)流量的中�,為支撐互聯(lián)�(wǎng)的發(fā)展發(fā)揮出不可替代的關(guān)鍵作��

  目前,高端路由器是一種高技�(shù)含量的產(chǎn)�,用量不大,但對制造商的要求極為苛�,因此市場門檻很�。盡管這一�(lǐng)域的競爭比較激烈,但思科依然保持了的市場�(yōu)�。總體看�,高端路由器作為一�(gè)比較特殊的領(lǐng)�,其市場�(fā)展的趨勢主要有以下幾�(gè)特點(diǎn)�

  首先,高端路由器在網(wǎng)上具有核心地�,因此不僅要求其本身的處理能力強(qiáng),更要求它具有良好的成熟性和互聯(lián)互通性。電信是一�(gè)比較看重“經(jīng)�(yàn)”的市場,因此一�(gè)�(chǎn)品,尤其是骨干網(wǎng)�(chǎn)�,如果不具備大規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ),那么是很難被市場接受的。思科公司在與�(yùn)營商、集成商、分銷商甚至培訓(xùn)公司的多年合作中,準(zhǔn)確把握住了電信業(yè)的需�,并且從建立了一�(gè)良好的應(yīng)用價(jià)值鏈體系,從�(chǎn)品研�(fā)、市場銷�、安裝調(diào)�、實(shí)際運(yùn)營乃至技�(shù)培訓(xùn),各�(gè)�(huán)節(jié)都非常完�,創(chuàng)建了一�(gè)真正“多贏”的�(huán)境�

  �(dāng)前的電信�(yùn)營業(yè)還有一�(gè)重要趨勢,就是企�(yè)�(yīng)用向廣域�(kuò)展,電信�(yè)�(wù)向企�(yè)深層滲�,所以骨干網(wǎng)路由器如果能夠與企業(yè)級IP�(shè)備無縫連接,效果會更佳。思科公司具有多年的企�(yè)�(wǎng)建設(shè)�(jīng)�(yàn),深刻了解企�(yè)�(wǎng)的特�(diǎn),這對于高端路由器的開�(fā)與部署大有裨益�

  電信級的可靠性是�(yùn)營商永恒的要�。思科的新型GSR引入了先�(jìn)的冗余備份方�,例如交換矩陣�1�1”備�,接口板�1:N”備份,從而確保了�(wǎng)�(luò)無中斷運(yùn)�。其POS板采用APS自動(dòng)保護(hù)切換方式,避免因?yàn)閱吸c(diǎn)故障造成�(wǎng)�(luò)癱瘓。在電信級IP�(wǎng)�(luò)�(shí)際運(yùn)行中,設(shè)備的�(diào)整是不可避免�。思科的所有接口板都具有熱插拔功能,因?yàn)橛腥哂鄠浞莘�?,又采用快速電子開�(guān),因此熱插拔不會造成�(shù)�(jù)包丟�。但是如果采用高速緩存的方式,就無法保證�(shù)�(jù)安全�(zhuǎn)�(fā),給維護(hù)工作帶來麻煩。例如,A接口板的包可能因?yàn)榫W(wǎng)�(luò)擁塞放在B接口板上備份,一旦對B板�(jìn)行熱插拔,數(shù)�(jù)包就會出�(xiàn)丟失�

  操作系統(tǒng)是高端路由器的軟件核�,主要實(shí)�(xiàn)路由引擎功能。思科公司的IOS操作系統(tǒng)是經(jīng)過多年實(shí)際應(yīng)用的成熟軟件,其面向服務(wù)供應(yīng)商專用的12.1版中包含�(jīng)過測試的�(qiáng)韌的IP路由選擇�(shí)施方�,用于擴(kuò)展大型IP骨干�(wǎng)。由于在電信�(wǎng)�(luò)�(yīng)用多�,該系統(tǒng)在穩(wěn)定性方面具有獨(dú)特的�(yōu)�,支持的路由�(xié)議也是最為全面的。更為重要的�,當(dāng)�(wǎng)�(luò)出現(xiàn)故障�(shí),該系統(tǒng)的路由“學(xué)�(xí)”能力很�(qiáng),可以在很短的時(shí)間內(nèi)建立的路由表,便于限度地縮短故障�(shí)�,恢�(fù)�(yùn)營服�(wù)。由于在各種路由器中均采用了�(tǒng)一的IOS操作系統(tǒng),運(yùn)營商的維�(hù)和培�(xùn)工作便得到大大簡�,降低了�(yùn)營成��

  其次,高端路由器要在保持高速率的基�(chǔ)�,向�(yōu)化的體系�(fā)展,這樣才能夠保證數(shù)�(jù)在轉(zhuǎn)�(fā)過程中不會出�(xiàn)瓶頸。思科公司率先推出�10Gbps POS卡,目前在各大電信運(yùn)營商中已�(jīng)得到了廣泛應(yīng)�,并開始著手開發(fā)40Gbps的板�。其的產(chǎn)品的交換容量可以�(kuò)展到320Gbps,從而適�(yīng)�(wǎng)上數(shù)�(jù)海量�(kuò)展的需��

  新一代高端路由器引入了完全的分布式路由交換體系,能夠以千兆比特的速度提供�3層路由選擇功�。其交換矩陣采用快速的電子開關(guān),這比高速緩存的方式具有不可比擬的優(yōu)�。因?yàn)閷τ诤笳邅碚f,數(shù)�(jù)�(jìn)出速度受到存取速度的影響,在低�10Gbps�(shí)還不明顯,一旦高�10Gbps處理起來便非常吃�,出�(xiàn)致命的延遲。此�,在接口板和中央處理器之�,新一代高端路由器往往采用�10Gbps的通道,這樣便可以充分保證數(shù)�(jù)的線速轉(zhuǎn)�(fā)。而如果采�4�(gè)2.5Gbps通道拼接的方�,不僅降低了效率,而且還容易因?yàn)榇涡蝈e(cuò)亂導(dǎo)致數(shù)�(jù)�(cuò)�,例如在傳輸�(dòng)�(tài)圖像�(shí)可能出現(xiàn)�(dòng)作次序的滑稽�(xiàn)��

  在接口卡方面,如何處理小IP包是非常�(guān)鍵的一�(huán)。因?yàn)閷τ赩oIP這樣�(shù)�(jù)量小、時(shí)延要求苛刻的�(yīng)用來�,這一�(diǎn)極為重要。思科的接口卡采用�40字節(jié)吞吐量的�(shè)�(jì),實(shí)�(xiàn)完全線速傳�,比一般的路由器的效率高出60�。由此避免了VoIP�(yīng)用中因丟包而造成�(zhì)量下降�

  再�,在新的階段,作為互�(lián)�(wǎng)的核心動(dòng)力引擎,電信�(yùn)營商不僅對高端路由器的處理速度不斷提出新的要求,尤為重要的�,他們開始越來越�(guān)注其�(yè)�(wù)功能。運(yùn)營商不僅需要構(gòu)建速度快的�(wǎng)�(luò),更需要可盈利、利于開展業(yè)�(wù)的核心網(wǎng)。作為全球的互聯(lián)�(wǎng)�(shè)備供�(yīng)商,思科公司在這一�(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)�(yàn),一直引�(lǐng)著技�(shù)�(fā)展潮�。業(yè)�(wù)�(shí)�(xiàn)技�(shù)是高端路由器能否符合電信企業(yè)�(shí)際運(yùn)營要求的�(guān)鍵,這既包括豐富的連接端口技�(shù),又包括對增值服�(wù)的支持功�。由于運(yùn)營商的網(wǎng)�(luò)基礎(chǔ)不同,應(yīng)用場合也千差萬別,因此要求高端路由器有強(qiáng)大的適應(yīng)性和靈活�。思科的高端路由器具有對各種速率線路卡的支持能力,從DS3直到10Gbps,并且支持快速以太網(wǎng)/千兆比以太網(wǎng)、動(dòng)�(tài)分組傳輸、ATM等技�(shù)。它采用的高密度方案能夠集合大量�(yè)�(wù),包括基于ATM的話音業(yè)�(wù)、DSL高速接�、專線集合和互聯(lián)�(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商集�;并可以�(yīng)用在廣域�(wǎng)骨干、城域網(wǎng)骨干、城域網(wǎng)邊緣、園區(qū)�(wǎng)骨干等多種網(wǎng)�(luò)�(huán)��

  此外,在增值業(yè)�(wù)方面,業(yè)�(wù)流量管理和VPN等功能的引入使服�(wù)供應(yīng)商和企業(yè)可以增強(qiáng)其服�(wù)能力。特別值得一提的�,其MPLS功能在IP�(wǎng)�(luò)上實(shí)�(xiàn)了面向連接的模�,使供應(yīng)商在向IP演�(jìn)過程中仍可支持傳�(tǒng)的業(yè)�(wù),如幀中繼。網(wǎng)�(luò)核心中的GSR可以充當(dāng)MPLS節(jié)�(diǎn),根�(jù)MPLS�(bào)頭中含的�(biāo)簽處理數(shù)�(jù)�,部署在MPLS核心與IP、幀中繼或ATM�(wǎng)�(luò)之間的網(wǎng)�(luò)接口邊緣上的GSR,執(zhí)行增值功能。這種功能允許服務(wù)供應(yīng)商部署基于IP�(xié)議的�(wǎng)�(luò),并繼續(xù)支持基于幀的業(yè)�(wù)。另一�(gè)主要的MPLS特性是基于路由�(yù)留特性的�(yè)�(wù)量管�,這種特性允許服�(wù)供應(yīng)商和企業(yè)�(wǎng)�(luò)�(yōu)化其�(wǎng)�(luò)中所有鏈路上的業(yè)�(wù)�。在用于企業(yè)�(wǎng)�(luò)骨干�(shí),思科的GSR支持的特性包括線速CoS�(shí)施、組播業(yè)�(wù)�(yōu)�、低�(shí)延企�(yè)話音�(yè)�(wù)��

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