SDN推動路由器技術(shù)變革

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作者:中興通訊 范成法

2015-11-03 11:33:20

摘自:C114中國通信網(wǎng)

近30年來,以路由器和交換機為核心的IP網(wǎng)絡(luò)始終遵循摩爾定律,與其他IT設(shè)備共同構(gòu)建了現(xiàn)代化信息文明。其中,路由器作為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)出口的核心設(shè)備,始終扮演者關(guān)鍵的角色,也經(jīng)歷了持續(xù)的發(fā)展和無數(shù)次的更新?lián)Q代。

近30年來,以路由器和交換機為核心的IP網(wǎng)絡(luò)始終遵循摩爾定律,與其他IT設(shè)備共同構(gòu)建了現(xiàn)代化信息文明。其中,路由器作為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)出口的核心設(shè)備,始終扮演者關(guān)鍵的角色,也經(jīng)歷了持續(xù)的發(fā)展和無數(shù)次的更新?lián)Q代。

時至今日,路由器的接口已經(jīng)從五花八門的X.25、E1、ATM、POS、SDH等窄帶接口轉(zhuǎn)變?yōu)閷拵Ъ円蕴涌跒橹?,輔以少量的更高速和更高性能的波分接口;在運行協(xié)議上,逐步統(tǒng)一成分布式IP/MPLS體系。更大的帶寬、更低的時延、更小的體積、更優(yōu)的成本使得路由器以及其“兄弟”交換機、PTN成為幾乎所有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。

路由器演進遵循“三大定律”

不過,變化和運動是永恒的,發(fā)展是硬道理。當(dāng)前,受百兆寬帶入戶、4K在線視頻、4G/4.5G/5G、萬物互聯(lián)的驅(qū)動,以及用戶體驗至上、SDN/NFV思潮的影響,路由器也在面臨著持續(xù)的演進和變革。

首先,路由器組建的廣域IPWAN網(wǎng)絡(luò)是一個應(yīng)用范圍極廣的網(wǎng)絡(luò),一般新建一個全新網(wǎng)絡(luò)的代價都非常高,所以很大一部分需求是擴充網(wǎng)絡(luò)容量,在技術(shù)上需要一定程度的兼容。因此,路由器發(fā)展的基本軌跡和競爭焦點仍然是合理速度的演進,要在繼承歷史功能的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)容量和能力上的持續(xù)提升。以核心路由器為例,目前可以商用的主流設(shè)備是每系統(tǒng)16至20槽位,每單板400G,形成6.4T至8T的單子架系統(tǒng)。而后的發(fā)展和競爭點則是在合適的時間點推出1T、2T、4T單板,而且最好是兼容的,容量提升了,且功耗和價格不要提升,繼續(xù)滿足摩爾定律。這說起來簡單,但實際上產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈已被破壞,需要依賴自身垂直產(chǎn)業(yè)整合的能力,要在合適時間推出合適容量、適宜成本的產(chǎn)品,則非??简炓患夜镜木C合實力,包括對新技術(shù)的儲備能力和IC設(shè)計能力等。

其次,更小的體積。傳統(tǒng)的中高端路由器都是體積龐大的“鐵疙瘩”。而隨著物業(yè)成本的逐年提升,占用空間更小的“小體積大帶寬”路由器開始受到歡迎。對于一些基站的站點路由器,客戶甚至希望是直接抱桿的戶外型。在這種趨勢下,研究路由器的小型化或戶外化顯得非常重要。如果能做得好,產(chǎn)品將非常受歡迎,也可以形成不少差異化競爭優(yōu)勢,特別是在被傳統(tǒng)廠商封鎖的市場地盤上,具有以上特色的路由產(chǎn)品可起到攻城掠地的奇效。在路由器的發(fā)展趨勢上,“小型化”作為一個重要分支,應(yīng)該予以重視。

最后一點是關(guān)注客戶體驗。類似小米家庭網(wǎng)關(guān)路由器的設(shè)計就很值得推崇。在硬件組成上,小米路由器采用的都是常用元件,但在軟件上,其創(chuàng)造了一套基于APP的應(yīng)用鏈,不僅用起來方便,創(chuàng)造了新價值,而且還能夠帶動更多小米智能家居的布局銷售。中興通訊雖然聚焦于中高端的路由器,但也可以借用類似理念把現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)的元素移植到路由器體系上,打造出一套便利的生態(tài)環(huán)境,增強客戶對中興路由器體驗的黏度。

SDN讓路由器不再“低能”

上述三點,都還屬于演進的范圍。隨著SDN/NFV的發(fā)展,以路由器為中心的解決方案正在逐步演繹一場變革。

變革的基本點是SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò))的引入。IP網(wǎng)絡(luò)能在全球范圍內(nèi)擁有廣泛部署,靠的是一套分布式的協(xié)議體系——一個或多個節(jié)點的路由器崩潰,IP網(wǎng)絡(luò)仍然可以繼續(xù)運行,這非常了不起。然而,正是這個分布式體系,使得很多本來很容易的全局性特殊策略難以實施,IP網(wǎng)絡(luò)的“智商”其實很低。更麻煩的是,網(wǎng)絡(luò)的控制在應(yīng)用層軟件和路由器軟件之間有斷層,難以全自動地實施應(yīng)用策略。SDN的引入,正在試圖解決這些問題。

當(dāng)然,在路由器組成的廣域網(wǎng)領(lǐng)域,牽一發(fā)動全身,因此SDN的引入策略也相對保守,保守的表現(xiàn)在于盡量不去觸及路由器的轉(zhuǎn)發(fā)面,并且在控制面也盡量保持兼容,以一種混合體系運行的方式,逐步把路由器上分布式運行的控制面轉(zhuǎn)到集中式運行在控制器上,并且通過層次化的控制器,及合理的北向接口,實現(xiàn)軟件全面自動化的訴求。控制器與設(shè)備之間采用原來的接口,如NETCONF甚至CLI,或者原有協(xié)議的擴展如BGP-LS和PCEP,路由器上原有的概念PW、L3VPN、MPLS TE隧道等仍然保留,只是運行模式發(fā)生了變化,原來“智能低下”的問題通過SDN得到很大改觀。

NFV促使網(wǎng)絡(luò)功能“通用化”

SDN的引入只是變革的起點,而NFV(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)的引入則讓這場變革充滿了變數(shù),擁有了多種多樣的選擇。NFV是把網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的各類功能“通用化”。原來,一些網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的功能,如NAT、防火墻、DPI、負載均衡都是以專用設(shè)備或?qū)S冒蹇▽崿F(xiàn)的,與路由器轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備共同組網(wǎng)實現(xiàn)一些智能或L7應(yīng)用層功能。現(xiàn)在,NFV的引入使得組網(wǎng)模式產(chǎn)生了非常戲劇化和混沌的變化。一方面,所有業(yè)務(wù)層的功能包括IP/MPLS轉(zhuǎn)發(fā)功能等在內(nèi),都可以用虛擬化的方式來運行,以軟件方式運行在服務(wù)器上,由此可以徹底使路由器設(shè)備“消失”;另一方面,所有這些業(yè)務(wù)層功能包括IP/MPLS轉(zhuǎn)發(fā)功能,都可以用虛擬化或非虛擬化的方式通過加速優(yōu)化全部運行在新型路由器上,從而賦予新型路由器前所未有的全面智能,以及適應(yīng)更加豐富的應(yīng)用場景。

這場博弈有賴于大家思考和實踐的深度,最終可能以“按需分布”達到一個平衡,數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上會運行全面的功能,企業(yè)出口會運行新型路由器一體機,兩者之間的軟件可以做到共享,而部署的分配則嚴格尊重客戶體驗,幫客戶解決各自的問題。畢竟,真正為客戶創(chuàng)造價值的創(chuàng)意都會得到尊重。

這種NFV化的路由器體系在DC未來網(wǎng)絡(luò)體系中也會發(fā)揮重要作用,可以比較方便地幫助VDC的網(wǎng)絡(luò)出口實現(xiàn)上公網(wǎng)或互聯(lián)所要求的功能。

NFV在路由器上發(fā)展和應(yīng)用,將引發(fā)路由器上通用業(yè)務(wù)和轉(zhuǎn)發(fā)一體化硬件的出現(xiàn),相信經(jīng)過一段時間的發(fā)展和完善,其不僅能使SFC業(yè)務(wù)鏈等功能更容易實現(xiàn),還可能使SDN原來不愿或不敢動的轉(zhuǎn)發(fā)面逐步實現(xiàn)變遷,由此促成IPWAN SDN的第二次革命,不過這個時間點何時到來,現(xiàn)在還難下定論,但重點在于,我們需要針對那些能夠為客戶創(chuàng)造價值的應(yīng)用積極開展有關(guān)SDN/NFV的思考和實踐。

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