在網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展的今天，路由器技術(shù)在其中所起的作用更加的突出，其對于網(wǎng)絡(luò)安全和運(yùn)行環(huán)境都是非常重要的，這里主要分析了骨干路由器技術(shù)展望，隨著因特網(wǎng)在世界范圍內(nèi)的飛速增長，以IP業(yè)務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是當(dāng)今世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動力。

據(jù)有關(guān)專家預(yù)測，每6～9個月，主要ISP的因特網(wǎng)骨干鏈路的帶寬需求就增長一倍，2005年后，純語音和數(shù)據(jù)流量之比將變成1∶99。不僅如此，其它業(yè)務(wù)（如視頻、多媒體業(yè)務(wù)）也逐步向數(shù)字化匯聚，最終走向統(tǒng)一的IP業(yè)務(wù)。據(jù)此，能否有效地支持IP業(yè)務(wù)已成為某項新技術(shù)能否有長遠(yuǎn)路由器技術(shù)壽命的標(biāo)志。然而，由面向連接、時分復(fù)用、電路交換為主的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不再適應(yīng)這種發(fā)展趨勢，人們對網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的不斷增長同現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)速率的局限之矛盾日益突出。目前，ITU-T、因特網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）以及光因特網(wǎng)論壇（OIF）等國際組織正在聯(lián)合眾多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開發(fā)商、制造商以及網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)供應(yīng)商們，共同尋找一種建設(shè)、改造因特網(wǎng)骨干網(wǎng)的方案。

互聯(lián)網(wǎng)需要高性能路由器技術(shù)

由于人們早已預(yù)見到了因特網(wǎng)迅速發(fā)展的趨勢，在網(wǎng)絡(luò)連接方面致力于擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)容量，起初把同步光纖網(wǎng)(SONET)作為廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)骨干網(wǎng)，但由于因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量一直爆炸性持續(xù)增長，使SONET網(wǎng)絡(luò)難以承受因特網(wǎng)如此巨大的業(yè)務(wù)量。近年來，一項新的技術(shù)性——密集波分復(fù)用(DWDM)應(yīng)運(yùn)而生并逐步走向成熟，使得未來骨干網(wǎng)將步入一個全光網(wǎng)的時代。

在理想的全光網(wǎng)中，信號的交換、選路、傳輸和恢復(fù)等所有功能都以光的形式進(jìn)行，而不需要經(jīng)過光/電、電/光變換。全光網(wǎng)由核心網(wǎng)、城域網(wǎng)和接入網(wǎng)三層組成，三者的基本結(jié)構(gòu)相類似，由DWDM系統(tǒng)、光放大器、OADM(光分插復(fù)用器)和OXC(光交叉連接設(shè)備)等設(shè)備組成。全光網(wǎng)絡(luò)以其巨大的帶寬，處理速度高而誤碼率低，良好的協(xié)議透明性、波長路由特性、兼容性和可擴(kuò)展性，成為下一代高速（超高速）寬帶網(wǎng)絡(luò)的首選。全光網(wǎng)發(fā)展決定了未來的因特網(wǎng)必將是構(gòu)架在全光網(wǎng)上的光因特網(wǎng)。光因特網(wǎng)在端與端之間的連接中是靠全光網(wǎng)設(shè)備加上光交換/路由器技術(shù)完成的，路由器技術(shù)是最為關(guān)鍵的設(shè)備之一，而且與這種高速率網(wǎng)絡(luò)相適應(yīng)的路由器技術(shù)必須是高性能的。

要依靠光的性能

1997年下半年以來，世界上一些公司開始陸續(xù)推出采用專用集成電路進(jìn)行路由識別、計算和轉(zhuǎn)發(fā)的用于未來骨干網(wǎng)的高性能路由器。這些高性能路由器的問世使全光網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)向前邁進(jìn)了一大步。高性能路由器安裝在主干網(wǎng)絡(luò)的核心，可以直接利用全光網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。鑒于高性能路由器具有傳輸速率極高的光接口(如2.4和10Gbps的光接口)， 過去由SONET終端執(zhí)行的高數(shù)據(jù)率多路復(fù)用不再需要了。在業(yè)務(wù)層直接與傳輸層鏈接的情況下，高性能路由器將用作多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的綜合傳輸平臺，可傳輸租用線業(yè)務(wù)、話音、視頻和數(shù)據(jù)。換句話說，路由器技術(shù)將是兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不可分割的組成部分之一。

高性能路由器包括線速吉太位交換/路由器和光路由器。線速交換/路由器由I／O線路卡、交換機(jī)構(gòu)和路由處理機(jī)組成。交換機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)；路由處理機(jī)負(fù)責(zé)路由計算、服務(wù)質(zhì)量（QoS）等。商品化的吉位線速交換/路由器技術(shù)的交換速率一般為10～60兆包/秒，包轉(zhuǎn)發(fā)速率為10～60 Mbit/s，其時延和時延抖動為微秒數(shù)量級，在網(wǎng)絡(luò)中即便通過多級線速路由交換機(jī)，其積累時延仍在可接受范圍之內(nèi)。光路由器是在網(wǎng)絡(luò)核心各光波長通道之間設(shè)置MPLS協(xié)議和波長選路協(xié)議WaRP控制下的波長選擇器件，實現(xiàn)選路交換快速形成新的光路徑。波長的選路路由由內(nèi)部交叉矩陣決定，一個N×N的交叉矩陣可以同時建立N2條路由，波長變換交叉連接可將任何光纖上的任何波長交叉連接到使用不同波長的任何光纖上，具有最高的靈活性。

高性能路由器技術(shù)能夠提供數(shù)量極大的傳輸帶寬，支持的任何數(shù)據(jù)率接口結(jié)合，如與2.5、10、40Gbps或更高的數(shù)據(jù)率接口打破信息傳輸?shù)摹捌款i”。不僅如此，高性能路由器還能很好地解決以往路由器技術(shù)中長期困擾人們的QoS、流控和價格昂貴問題，它所具有的眾多優(yōu)點正是對原有路由器缺陷的克服。

近年來，各路由器生產(chǎn)廠商已開始研制生產(chǎn)出了一些新型的高性能路由器。典型產(chǎn)品有Cisco 的ONS15900光路由器和GSR12016，（北京電信公眾IP骨干網(wǎng)高端采用的路由器就是這一種）和朗訊公司的WaveStar Lambda路由器和電信級Nexabit NX64000多太位核心交換機(jī)/路由器。朗訊公司表示，Lambda路由器可以將運(yùn)營商的運(yùn)行費(fèi)用減少25%，運(yùn)營商可以很方便地配置Lambda路由器，迅速地在網(wǎng)絡(luò)上提供光路徑。此外，還有CORVIS的CoreWave光路由器，Monterey Networks公司的Monterey 20000 波長路由器，Juniper的M160線速吉位路由器，北電的Versalar 25000IP核心交換路由器以及Packet Engines公司的PowerRail 5200吉位線速路由器。這些高性能路由器技術(shù)的出現(xiàn)將為電信級運(yùn)營商提供很好的骨干網(wǎng)組網(wǎng)方案。

值得一提的是Meta路由器，為了提高網(wǎng)絡(luò)中互連路由器并行工作的效率, 利用數(shù)學(xué)中的伽羅瓦群，路由器陣列將數(shù)據(jù)流分布到連接起來的路由器上，從而減少了包碰撞的可能性。在路由器陣列內(nèi)部，路由路徑更短，這樣可以大大減少使用路由器的數(shù)量,稱為Meta路由器。國內(nèi)一些學(xué)校和公司（如清華大學(xué)、北京郵電大學(xué)、上海交通大學(xué)和烽火通信科技股份有限公司）也正在從事高性能路由器技術(shù)的研發(fā)工作。

實驗證明光的能力

高性能路由器技術(shù)已在少數(shù)發(fā)達(dá)國家中得以實現(xiàn)或處于實驗階段，結(jié)果令人樂觀。舉例如下：美國的SuperNet實驗型因特網(wǎng)主干網(wǎng)在波士頓和華盛頓特區(qū)之間建立起2.5Gbps的線路，在波士頓地區(qū)建立起連接5個站點的2.5Gbps網(wǎng)絡(luò)，在舊金山海灣地區(qū)建立起連接4個站點的2.5Gbps光環(huán)路，使傳輸速率比目前的因特網(wǎng)高100倍。并在加利福尼亞的洛杉磯和奧克蘭之間建立起10Gbps的光鏈路，在華盛頓特區(qū)建成20Gbps的連接6個政府站點的光環(huán)網(wǎng)絡(luò)。目前正在建設(shè)的東起華盛頓特區(qū)，西至洛杉磯的遠(yuǎn)程主干網(wǎng)鏈路，將通過6個區(qū)域性研究網(wǎng)絡(luò)連接100個研究機(jī)構(gòu)，以2.5～20Gbps的速率，為遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育和電視會議等實時應(yīng)用傳送巨量數(shù)據(jù)，使美國在因特網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域居領(lǐng)先地位。

1999年11月23日Corvis和Qwest宣布聯(lián)合在Qwest網(wǎng)上用Corvis的CoreWave光路由器技術(shù)進(jìn)行了OC-48和OC-192的遠(yuǎn)程傳輸試驗，交換速率達(dá)2.4Tbps，并實現(xiàn)了傳輸3200公里而不使用電再生器。