隨著信息技術的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)用戶持續(xù)增長，寬帶中國、云計算、OTT視頻業(yè)務、IDC業(yè)務的不斷興起，核心骨干網(wǎng)絡設備對計算能力、轉發(fā)能力和端口密度都提出了更高的要求。傳統(tǒng)路由器在可靠性、性能可擴展性、規(guī)模可擴展性和服務可擴展性等方面有其難以逾越的障礙，已經(jīng)不能滿足下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求，超級核心節(jié)點已成為電信運營商們進一步發(fā)展業(yè)務的瓶頸。這種情況在中國市場尤為明顯，以中國電信163骨干網(wǎng)為例，作為全球最大的骨干網(wǎng)絡，ChinaNet近幾年的網(wǎng)絡流量增長速度接近50%，各節(jié)點每年都會進行板卡和端口擴容。因此，怎樣實現(xiàn)核心層設備“大容量、可擴展”的特性，用更加簡單且方便維護的網(wǎng)絡架構來滿足網(wǎng)絡核心交換和互聯(lián)的需求，正是運營商目前最關心的問題。

集群技術已成為路由器核心最重要的競爭力體現(xiàn)

單機框設備的容量、槽位數(shù)、擴展能力終究有限，在流量已經(jīng)超摩爾定律增長的今天，不改變網(wǎng)絡結構，應對網(wǎng)絡容量的不斷增大、充分保護既有投資，多機框集群技術成為必然選擇。路由器集群技術是將兩臺或兩臺以上普通核心路由器（線卡框）通過中央交換網(wǎng)絡（中央框）連接起來組成一個統(tǒng)一的路由系統(tǒng)，而對外只表現(xiàn)為一個邏輯管理網(wǎng)元。這項技術使得多臺核心路由器之間協(xié)同工作和并行處理，最大程度實現(xiàn)系統(tǒng)容量的平滑擴展。

集群技術可以稱之為IP領域的“核武器”，匯聚了路由器領域的尖端技術，是路由器廠商真實實力的集中體現(xiàn)。工信部電信研究院通信標準研究所副所長石友康告訴記者：“可商用的集群系統(tǒng)需要攻克的的核心技術主要包括多級交換網(wǎng)技術、包處理芯片、高密接口、高速背板連接、短距光互連技術、整機系統(tǒng)散熱、虛擬化技術、安全技術等，這些高精尖的技術需要在軟件和硬件上有多年持續(xù)的技術積累。此外，還要保證系統(tǒng)超強的前向兼容能力，無中斷在線升級等。”而這些技術均需要相當長時間的積累，并非所有路由器廠商均能掌握。

目前業(yè)界主流的核心集群路由器廠家主要有思科、Juniper和華為三家，均已在現(xiàn)網(wǎng)部署超過4框以上的集群設備。但縱觀這些年來各自核心路由器的發(fā)展，我們不難看出，核心路由器的研發(fā)需要長期的技術積累：思科從CRS-1到CRS-3經(jīng)歷了6年的發(fā)展歷程，這還不包括CRS-1的研發(fā)時間；Juniper從 T640路由器發(fā)展到100G平臺的T1600也用了5年時間；而業(yè)界大腕們從單一設備到集群的演進也都經(jīng)歷了2-4年不等的時間。

中國運營商IP網(wǎng)絡核心節(jié)點集群已成常態(tài)，集群框數(shù)增長迅速

2006年以前，中國運營商骨干網(wǎng)上所有節(jié)點還都是單框設備，2007年集群路由器開始上線；2009年開始，運營商對于骨干網(wǎng)路由器和大部分城域網(wǎng)出口路由器均要求支持集群特性，使得集群路由器的商用得以加速；2012年，三大運營商現(xiàn)網(wǎng)集群數(shù)量已近4百臺，其中中國電信部署數(shù)量最多。

“與沃達豐、法電等國外運營商擁有各個地區(qū)的眾多子網(wǎng)不同，中國三大運營商的網(wǎng)絡相對集中，單張網(wǎng)絡的覆蓋范圍和用戶數(shù)量都屬于世界前列，這樣的網(wǎng)絡規(guī)模也決定了中國運營商對于集群路由器的需求更加強烈。”石友康指出。

據(jù)了解，目前三大運營商現(xiàn)網(wǎng)已部署3框以上的集群系統(tǒng)已近80套，最大的節(jié)點已達7框集群，流量較大的骨干節(jié)點從2框集群擴容到6框以上集群僅僅用了不到4年的時間。不難看出，集群已成為運營商IP網(wǎng)絡核心節(jié)點的常態(tài)，而隨著流量的迅速增長，集群框數(shù)也在迅速增加，石友康預測，到2013年，2+4以上的超大集群系統(tǒng)需求將大規(guī)模涌現(xiàn)。

我們知道，線卡框的數(shù)量決定了集群系統(tǒng)的容量，也決定了設備廠家集群技術的成熟度。在集群系統(tǒng)中，2個線卡框和2個中央框組成的2+2系統(tǒng)是集群中最簡單的結構，而業(yè)界俗稱“集群俱樂部”的思科、華為、Juniper三大巨頭則均已發(fā)布了可商用的2+8集群系統(tǒng)，成為路由器集群領域的新標桿。集群技術以及集群系統(tǒng)的容量是核心路由器領域最重要的考量指標，容量越大對穩(wěn)定性、成熟度、安全性的要求越嚴格。這也是為何如今并非所有的廠商都支持2+8集群的主要原因。

石友康表示：“2+8集群技術已成為路由器技術發(fā)展的一個新的階段，掌握2+8集群技術，在internet骨干網(wǎng)絡的安全性上就可以不再受制于人，我們希望看到更多像華為這樣的國內(nèi)廠家出現(xiàn)，形成我國在該技術領域的核心競爭力。。”

運營商逐步提高集群路由器的測試門檻

眾所周知，核心路由器處于網(wǎng)絡的心臟地帶，一旦設備出現(xiàn)故障，將會影響幾十上百萬用戶的業(yè)務體驗。對于運營商來說，為保證用戶業(yè)務永久在線，核心路由器的穩(wěn)定運行是至關重要的。

為保證設備穩(wěn)定性，運營商需要對設備進行最嚴格的測試，確定設備的可商用性。此外，目前全球主流運營商在引入新設備或新技術時都采用了循序漸進的方式，進行充分的現(xiàn)網(wǎng)驗證和試商用，根據(jù)設備的表現(xiàn)再逐漸擴大應用規(guī)模。最后，對于骨干網(wǎng)這樣的核心網(wǎng)絡，新設備或新技術引入前必須要具備在城域網(wǎng)多年承載大流量的經(jīng)驗和成熟的應用案例。

由于未來幾年的集群規(guī)模將越來越大，應用越來越廣泛，運營商需要考慮逐步提高新設備入網(wǎng)測試的門檻，確保入網(wǎng)的核心路由器都能支持8框的能力，具備足夠的擴展性。在測試用例的選擇上可以考慮采用4框或4框以上的集群作為基本要求，進行嚴格的業(yè)務疊加測試，并確保設備入網(wǎng)后能夠擴展至2+8的能力，滿足網(wǎng)絡大部分節(jié)點未來兩到三年的發(fā)展要求。