20年技术创新

过去20年回顾 -- 第四步:高端路由市场的风云变化与未来方向

过去20年回顾 -第四步:高端路由市场的风云变化与未来方向

高端创新-- 不断改变的高端路由市场格局…发展方向

DAVID BARRY

1984年,思科的奠基人,斯坦福大学的两位学者Len Bosack和Sandy Lerner发现了一种在两种不兼容计算机系统之间交换电子邮件的新方法,并建立了思科公司。从那时起,思科就一直是网络市场上的创新先锋。一开始只用于交换电子邮件的多协议路由器完全改变了新生的“网络互联”行业,并为互联网的繁荣打下了坚实的基础。

思科是随着网络和互联网的巨变而成长起来的,因此它一直是网络创新的领袖,尤其是在高端路由平台领域。在电信服务与数据网络合并的时代,这些平台与已经过业界证明的强大的Cisco IOS? Software结合在一起,帮助服务供应商很好地顺应了势不可挡的市场变化。先是语音和时分多工(TDM)网络被帧中继和ATM所取代,后来又逐渐让位于光和IP网络以及IP/多协议标签交换(IP/MPLS)。目前,思科还在继续创新。最近,思科宣布将对其最先进的Cisco 12000和7600系列路由器产品系列进行增强。

展望未来,当服务供应商继续为建设新一代网络而发展其基础设施时,他们将遇到同样巨大的挑战。

思科的核心和边缘产品营销经理John Doyle说:“创新,尤其是网络核心方面的创新,一直是以后也将继续是使思科成为网络市场领先厂商的重要因素。服务供应商客户遇到的新挑战将包括怎样及时转移到融合式体系结构,显著减轻管理多个重叠网络的资金和运作负担。实施这种转变后,他们将能够更快速、更有效地提供具有盈利能力的新服务。最重要的是,服务供应商需要通过POP(运作点)融合和扁平化简化其IP/MPLS网络,以便消除昂贵的冗余和过于复杂的分层体系结构。”

创新的历史

思科软件和硬件通常能决定网络业的发展方向。1986年推出AGS多协议路由器后,思科改变了以桥接网络为主导的网际互联市场的格局。利用AGS路由器,公司第一次能够无需考虑广播风暴和亚最优逻辑拓扑等问题就能够建立更大、更可靠的网络。

1994年,思科推出了可以将数据、语音和视频流有效地分布到数百、数千甚至数百万用户,而且可以大幅扩展的IP组播技术显示了它在软件方面的实力。

Cisco 7500系列路由器于1995年推出,为互联网奠定了坚实的基础,并使网络业发展到了一个新阶段。2000年,《网络计算》杂志认为,Cisco 7500是十年中对网络业的发展第三重要的产品。名列前两名的是NCSA Mosaic Web浏览器和Novell Netware 3.x。

Cisco 12000系列路由器经过进一步增强之后将能够提供每插槽40Gbps的容量

图1:最近, Cisco 12000系列路由器经过进一步增强之后将能够提供每插槽40Gbps的容量——无需全盘升级就能使全球最大的IP/MPLS核心网络容量翻番。

Cisco 7500系列的技术创新包括采用了新型分布式体系结构,以及率先通过通用接口处理器(VIP)卡使用了共享端口适配器的交换引擎。Cisco 7500系列是思科推出的第一款数千兆位背板路由器。利用分布式体系结构,服务供应商能够将处理负担从主CPU卸载到具有处理能力的线卡上,以此实现网络的扩展。Cisco 7500率先使用的另一项新技术是:它采用了SONET分组(POS)接口,大大简化了远程互联网和IP流量的传输。

利用思科推出的随市场变化而不断发展的新产品,服务供应商能够重新构筑它们的网络,从主要使用电路和PSTN的多个分立网络发展到以分组为基础的网络。之后,又出现了将网络作为服务供应平台的概念。与只提供线路相比,新型分组网络能提供单点控制,能实现实施普及,提供端到端服务,还能显著节约成本。

Cisco 12000以及向IP/MPLS的转移

随着互联网上带宽需求的持续增长,服务供应商不但要求提高其核心路由器的性能,还要求通过提供更多智能服务的方式提高产品价格。1997年,思科推出了12000系列,这是为那些希望大幅扩展互联网骨干网和IP网络的服务供应商和电信商客户专门设计的第一款路由器。Cisco 12000系列是第一台完全分布式模块化路由器,无需从网络中移出并更换全新设施就能实现无缝扩展,可将容量扩展到初始容量的100倍以上。

Cisco 12000宣告了MPLS时代的来临。MPLS是一项互联网工程任务组(IETF)行业标准,它以思科新推出的将第3层路由的可扩展性和控制力与第2层交换技术的高性能和流量管理有机地结合在一起的“标记交换”为基础。利用标记系统将数据与目标和服务质量(QoS)联系在一起,并使用了第3层和第2层技术之后,不但能实现高性能服务,建立基于分组或信元的基础设施,还能提供端到端服务定义和QoS。

MPLS通过标记交换路径将智能IP路由与交换性能结合在了一起,使服务供应商不但能在自己的网络骨干网中执行流量整合,还能建立可以扩展的虚拟专用网(VPN)和端到端QoS。这样,供应商就能够为自己及用户提供更简单的配置、管理和供应,并提供扩展能力很强的个性化端到端IP服务。

全新的投资保护理念

最近,思科推出了Cisco 12000系列的增强功能,这些增强功能充分体现了思科的另一种创新理念——保护客户的投资。Cisco 12800系列的容量高达每插槽40Gbps,能够使世界最大的IP/MPLS核心网络的容量翻番。

思科路由技术部的高级副总裁兼总经理Mike Volpi说:“值得一提的是,已经安装了Cisco12016、12416和12410的老客户可以在这些平台上现场安装新型交换矩阵卡,无需对设备进行全盘升级,也无需更改电源或制冷基础设施就能使现有网络的容量翻番。另外,客户还可以在每插槽40Gbps的Cisco 12800系列路由器中使用所有Cisco 12000系列线卡。”

另外,思科还新推出了2端口OC-192 POS和8端口OC-48 POS线卡,不仅提高了Cisco 12000系列的体系结构灵活性,还允许将这些平台移植到IP/MPLS网络的边缘。这些5000万pps线卡能提供线速性能,因为它们具有丰富的IP/MPLS特性,包括不间断转发(NSF)和状态化交换(SSO),不但扩展了对32,000多项的访问控制表(ACL)支持,还增强了VPN和组播应用的扩展能力。

对等简化后的POP将包含一台或几台核心路由器

图2:对等简化后的POP将包含一台或几台核心路由器,为核心、对等和边缘服务提供接口和特性。由于不再需要提供与集中或对等路由器的连接,这些运营商级路由器的每个插槽都能产生收入。

增强投资保护和进一步加强边缘MPLS服务的另一个例子是,思科最近为Cisco 7600系列推出了一种新型路由处理器,这就是Supervisor Engine 720-3BXC。这种监督者引擎能够增强Cisco 7600作为边缘设备的功能:作为纯MPLS网络的标记边缘路由器和作为MPLS VPN网络的供应商边缘设备。Cisco 7600提供了多种接口速度和介质类型,可以将各种传输流量汇总在MPLS第3层核心上。

对边缘服务的新需求进一步促进了高端路由领域的创新

目前,服务供应商网络正在不断扩展,以适应IP/MPLS网络上对带宽需求和边缘服务需求的不断增加,但多数服务供应商网络中仍然包含许多分立的网络:第2层帧中继和ATM、PSTN、光网、移动网络等。虽然这些分立的网络也能满足客户的需求,但已经不再是服务供应商最有效的运作方式。

Doyle说:“我们看到,很多因素都在影响服务供应商的盈利能力。首先,随着市场的成熟以及按带宽计算的固定费率收入模式的普及,语音收入呈下降趋势,数据服务则不断上升。另外,基于TDM、帧中继和ATM的旧电路网络也正在逐渐失去盈利能力,因为它们不能提供新型服务。这些老技术的最大问题是,它们需要独立的管理、监控和供应系统,这种方式不但OPEX[运作开支]大,服务提供速度也慢。”

为提高在不断变化的市场格局中的盈利能力,服务供应商一直在寻找改变多种重叠网络的维护和管理方式,以降低成本和减轻运作负担,同时又能在可预见的未来继续支持现有服务项目的各种途径。另外,他们还必须一方面为大众市场提供能够盈利的个性化全新服务,另一方面避免出现商品化。为消除高成本的冗余性和过度复杂的分层体系结构,他们还必须利用高度可用的路由系统简化其IP/MPLS网络基础设施。

为实现这些目标,服务供应商正致力于实现融合——将原来的帧中继、ATM和语音流量融合到通用IP/MPLS分组网络上,以便降低运营多个重叠网络的资本和运作开支。这种方式还能够提高可管理性,因为只需要管理、监控和供应网络元素数量锐减的一个网络。另外,这种方法不但可以通过IP/MPLS技术提高服务灵活性和拓宽服务范围,还可以实现规模经济,因为它只需要投资于一项而不是多项技术。

例如,意大利电信局80%的语音流量和50%的欧洲国际语音电话都是通过融合式IP/MPLS网络传送的。借助欧洲最大的VoIP网——IP/MPLS语音网,意大利电信局不但能节约2/3的运作开支,还能为客户提供更好的服务。

Doyle说,新一代简化网络需要扁平、整合的POP体系结构。随着汇聚层的消除,POP将变得扁平化。现在,人们不再通过增加路由器来实现汇聚和对等,而是将这些功能合并到更大、更强的核心路由器中。因此,每个POP都将包含数量更少但功能更强的路由器。这些POP很容易就能扩展到数十TB。多服务边缘特性不但支持新服务,还支持重叠网络的整合。

这种构想将随着POP的整合而变成现实(见第73页的图2)。如图所示,可以在服务过程中不间断地增加容量,核心路由器的寿命可以延长几十年。由于汇聚或对等路由器的连接不再需要插槽,因此,这些核心路由器的所有插槽都能产生收入。

思科将一如既往地致力于创新和帮助服务供应商解决技术问题,并将继续促进新一代服务供应商网络的发展。

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