边缘路由器

边缘路由器的定位是将用户由局域网汇接到广域网，在局域网和广域网技术尚有很大差异的今天，边缘路由器肩负着多种重任，简单地说就是要满足用户的多种业务需求，从简单的联网到复杂的多媒体业务和VPN业务等。这需要边缘路由器在硬件和软件上都要有过硬的实现能力。各设备提供商因此展开了激烈的竞争，派生出各种新鲜的技术手段。

介绍多种技术在边缘融合 在评价边缘路由器时，至少应该检查以下技术参数。

性能：网络处理器（Network Processor，简称NP）是性能的主要决定因素。一般来说，通用的NP只能完成预设的编程能力，远不能满足瞬息万变的网络技术发展的需求，所以有实力的厂家基本上都是开发自己的ASIC芯片，这些ASIC芯片以线速处理业务流，并且能够对付多种协议，如PPP、帧中继、ATM等，将多种协议的数据适配到IP协议上，从这一角度来说，边缘路由器又将担当实现未来全IP网的重任。

端口密度和扩展性：运营商喜欢端口密度大的机器，这会给它留下富裕的扩展空间。扩展则主要通过堆叠来实现，良好的扩展特性将突破单机箱的限制，容量就可以按需平滑扩展。

可靠性：这包括网络可靠性和设备可靠性。网络可靠性取决于路由器所支持的物理网络，对SDH/Sonet等传统技术而言，网络具有电信级的可靠性。对于长距离以太网而言，出现了一些新的技术，如光以太网和802.17 的RPR（Resilient Packet Ring），但随着城域网建设的迅速展开，RPR应该是边缘路由器的必备特性。设备可靠性则取决于软件和硬件的实现水平，这就需要实现者确定最优的体系结构，并在开发上灌注心血。

MPLS ：MPLS是二层和三层的融合技术，相当于IP网的信令，能够提供对业务流的细粒度控制和带宽的高层次管理。

业务分类和质量：业务分类定性，而业务质量定量，这是用户越来越关心的部分。因为底层的物理网络对业务的分类和带宽管理支持上参差不齐，目前各厂家基本都有自身的专有技术。随着MPLS等技术的逐渐成熟，边缘路由器最终将对业务分类和质量达到电信级支持。

运营支持: 边缘路由器是业务提供商的核心设备，它要支持运营商的运营要求，包括管理、计费、认证和加密等等。通常路由器需要提供运营支撑系统（Operation Support Systems）接口，并符合相关的标准。

针对用户对业务和带宽永不满足的需求，边缘路由器将采用更多的技术，拥有越来越高的技术含量。在保证高速连接的同时，还需进行多种数据处理工作，这就要求芯片制造商提供先进的网络处理器芯片和收发器芯片，保证线速水平。边缘路由器还需要有足够的智能性，例如当控制层面软件发生故障而重新启动时，这一动作对负载流的冲击应尽可能的小，这就要求控制层面保留一些状态，使得数据层面的功能不受重启的影响，这对将来实现全IP网的运营有着重要意义。

技术不断进步，需求不断更新，边缘路由器就得马不停蹄地适应新的应用环境，而且，往往超前于标准的制定。谁迎合了市场，谁就是最大的赢家。从高层协议来看，IP网是方向，边缘设备要充分满足多种业务对于IP网承载所提出的要求，比如安全性、移动性和QoS等。从传输层来看，性价比好的“光以太网+RPR”是方向，这和未来的全IP网并行不悖。所以，未来的边缘路由器至少实现IPSec、MPLS、移动IP等几大功能，并提供物理层的RPR网络接口。而从短期来看，城域网建设是一个热点，因为这将直接满足城市用户对带宽的迫切需求，这和运营商现阶段缩减基础设施投入形成矛盾，这个矛盾的解决就在于边缘路由器是否能够提供底层软硬件的支撑手段，使得运营商得以开展新的、吸引用户的业务，从而不用再大规模地扩建网络。

边缘路由器的能力是影响第3层MPLS VPN服务可扩展性的一个主要因素。影响边缘路由器可扩展性的主要因素是处理能力和可用内存。

在检查CPU和内存特征时，Globenet注意到影响整体可扩展性的几种因素。它发现CPU使用率一般受许多因素的影响，包括(但不限于)下列因素。

提供的QoS量：Globenet部署的有些PE路由器使用硬件转发，另一些没有使用硬件转发。对于使用硬件转发的PE路由器，路由处理器CPU不受QoS功能的影响。然而，在不能基于硬件执行转发的PE路由器平台上，激活的QoS功能数量和复杂性将对路由处理器CPU产生很大的影响，因而在部署这些功能前需要仔细考虑。Globenet将通过如下方式，使得PE路由器支持的QoS功能最小化。

如果CE路由器由Globenet管理，分类、标记和策略控制功能当前全部由CE路由器执行，使PE路由器完全不需要处理这些任务。这极大地增强了可扩展性。在每台CE路由器上支持与单个站点相关的QoS功能，比在PE路由器上支持所有站点的QoS功能要容易得多。

Globenet选择一种DSCP／EXP值方案，通过IOS默认映射根据DSCP(Differentiated Services Codepoint，区别服务码点)值自动实现EXP值标记，从而PE路由器不需要执行DSCP-to-EXP映射。

对于非管理CE路由器，可以应用一种相对较轻的输入策略，因为数据流分类不涉及任何包检查，只根据DSCP字段来完成。

总之，Globenet确保输入端的QoS功能不影响或尽可能少地影响PE路由器的性台乙所以，可能影响PE路由器性能的QoS功能主要是在链路出口(将网络包转发到PE-CE链路上时)实现调度的QoS功能。这些功能无法避免，因为它们是在拥塞点执行Globenet的5种服务所必需的。它们还设计成尽可能地轻，因为它们只依赖于基于DSCP的分类。

“受管理”和“非管理”服务：对于使用“受管理”服务的客户(它们有受管理的CE路由器)，CPU需求可以在PE路由器和连接的CE路由器之间分配，这与刚介绍的QoS方面相同。这将有助于整个系统实现更好的可扩展性。这种功能对于非管理CE是不可能实现的。

PE-CE协议连接类型：每种路由协议有不同的需求，因而需要更多或更少的处理器周期。例如，OSPF需要处理初始LSA生成，但没有路由变化时相对安静，只是每30分钟发送一次数据库刷新；而RIP协议以固定间隔发送周期性更新。

连接的VPN和相关VRF的数量：显然，PE路由器上的VRF数量将影响CPU需求，因为需要处理和存储的路由信息量会随着VRF数量的增加而增加。

从内存方面说，Globenet注意到PE路由器所需的内存量随下列因素增加。

VRF／路由数量：每个VRF和VRF中的每条路由都需要内存。随着VRF和路由数量增加，所需的内存也将相应增加。注意，VPNv4路由比IPv4路由需要更多的内存。

PE路由器上的因特网路由数：因为Globenet在有些PE路由器中存储因特网路由，所以可用于存储VPN路由的内存量显然会减少。在有些内存有限的老式路由器平台上，这种影响非常显著。

OSPF／RIPv2连接：OSPF和RIPv2都依赖于数据库来存储路由信息。这些内存是除用于存储VRF和转发表中路由的内存外，额外增加的内存。所以Globenet在所有PE路由器上限制部署这类客户的数量。

BGP路径：在给定VPN中，远程站点的数量增加将增加在本地PE路由器从远程位置收到的路由和路径的数量。所以，Globenet选择在每个VRF中使用maximum routes命令，以限制路由数量并能够适当地工程化路由器。

Globenet有几种不同的边缘路由器平台，对于每种平台都在实验室验证测试中确定它能支持的最大服务数量(假定采用典型的服务分配和相关功能)。用于确定最大规模的参数包括将因特网／第3层VPN客户分开、典型的接入速度、典型的CoS项目、最大连续CPU负载50％等。根据这些参数，Globenet将每种平台的服务供应规则确定为最大测试规模的70。

未来的IP网将承担着现今多种平行的网络所承载的业务，边缘路由器是这些业务数据的出入口，它的效能直接影响到整个网络的运营水平。在这个用户需求灵敏的领域，需要开发商不断地创新，只有牢牢把握住市场所需和技术发展方向，才能在网络的边缘永远生存下去。