互联网技术的发展趋势和中国电信CN2实践[4]

  2.2  网络可扩展技术

  IP应用的快速普及化和宽带化对互联网的扩展性提出了严峻的挑战，大容量路由器、高速链路、大型网络负载分担技术、大规模网络稳定技术是实现和保证网络扩展性的主要技术。

  大容量路由器解决方案已经有多种，最可行的方法是采用一体化路由器结构方案，又称为路由器矩阵技术或多机箱(multi－chassis)组合技术，每台路由器由一个交换矩阵机箱和多个接口板机箱组成，所有机箱之间的连接是路由器内部连接，但是只有一个集中的管理和路由控制引擎，逻辑上是一台路由器。采用新型的高带宽光接口互联交换矩阵和接口板机箱，无需普通接口板卡为实现QoS调度、路由转发表、访问控制列表（ACL）、统计等功能所必须采用的ASIC（专用集成电路）和超高速存储芯片阵列，再加上采用低成本的VCSEL（垂直腔面发射激光器），使机箱之间互联成本远低于普通端口互联方式。接口板机箱和交换矩阵机箱之间通过几十对光纤连接，传输容量大于1 Tbit/s，克服了传统网络设计中采用普通端口板卡互联路由器的带宽瓶颈，配合集中的交换矩阵能够较好地解决路由器的容量扩展性问题，真正实现Tbit/s级和数十Tbit/s级的超大容量核心路由器。目前单机箱路由器交换容量达到1.28 Tbit/s，采用多机箱组合技术后，最大交换容量理论上可以达到92 Tbit/s，支持1152个40 Gbit/s对外业务端口。采用这种技术后，在大容量大规模的网络中，链路数量可减少30%左右，路由节点数量减少50％左右，链路和路由节点的减少，减轻了路由计算的压力，有利于网络的稳定和扩展。但是如此大规模的多机箱组合技术在实际应用中要求设备具有极高的可靠性，要充分考虑单机故障可能对网络和业务造成的灾难性影响，要根据网络的实际情况认真统筹考虑。40 Gbit/s传输系统还需要几年时间才具备规模商用的条件，现有网络的光缆线路能否支持40 Gbit/s的传输还需要做大量的调研和改造工作。中国电信CN2网络中采用了Juniper公司T640产品，同时也试用了Cisco公司CRS-1路由器，两者都可以升级为多机箱组合，充分考虑到网络将来的扩展性。

  通过多条等价链路增加网络容量，是大型IP网络设计的基本方法。目前基于链路状态算法的IGP路由协议能够支持多达16条等价路径的负载分担，基本满足网络可扩展的要求。但是在iBGP路由协议引入路由反射器（RR）后，对路由信息进行了选择性转发，屏蔽了多条等价路径信息，使得BGP不能利用IGP实现等价路径的负载分担和最短路径的选择，造成流量分布的不均衡，严重影响网络的可扩展性。同时MPLS、MPLS VPN和组播负载分担技术也存在一些不足。比如有些厂家产品目前不支持复杂网络环境下的标记负载分担；目前所有厂家只能以VPN为颗粒度实现负载分担，不能对VPN内部流量进一步实现负载分担；根据目前的组播协议，只能根据组播源地址进行负载分担，不能根据源和组结合实现负载分担，存在潜在的严重的流量分布不均，部分厂家甚至还没有实现基于源的负载分担，所以需要进一步完善相关协议和实现方法才能满足大容量、可扩展的要求。CN2网络通过科学的设计，实现了IGP和BGP的完美配合，但是VPN、组播等分担方案还要等待协议和设备进一步完善。

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