面臨數據的海量遞增和業(yè)務日益復雜的現狀，路由器硬件平臺已經成為制約整個互聯網業(yè)務發(fā)展的瓶頸 。從路由器誕生之日起，應用需求一直在推動著路由器硬件結構的發(fā)展 。路由器的轉發(fā)核心器件隨著應用的發(fā)展，也經歷了很大的變化 。骨干網核心路由器的核心轉發(fā)硬件平臺主要經歷了以下幾個發(fā)展階段：
通用CPU階段
采用通用CPU作為硬件轉發(fā)平臺具備高度靈活性優(yōu)勢，上個世紀90年代以前，幾乎網絡上所有的路由器都是用CPU作為核心轉發(fā)硬件 。高端和低端路由器之間的差別僅僅在于采用的CPU性能以及數量不同 。因為一個通用的CPU的極限轉發(fā)性能也就在400kpps以內，還做不到兩個155POS接口線速轉發(fā)，所以采用CPU作為轉發(fā)硬件平臺比較適合提供155M以下的接口的路由器產品 。市場上也有很多通過多個CPU同時分布式轉發(fā)來實現較高的轉發(fā)速率，使路由器整體性能達到1～2Mpps 。
NP處理器階段
NP——網絡處理器的出現在一定程度上很好地解決了網絡業(yè)務提供豐富性和性能矛盾的問題，由于NP的本質是多種專用CPU的組合，通過微碼開發(fā)即可指定各個CPU的工作行為，這樣NP可以很好地在保證一定性能的情況下，通過軟件升級提供各種各樣的業(yè)務 。同時由于對業(yè)務作了相應的微碼優(yōu)化，所以其對特定業(yè)務的處理能力比傳統(tǒng)的CPU有了很大的提升，單片NP可以實現1～6Mpps的轉發(fā)性能 。目前成熟的NP已可實現2.5G端口的線速轉發(fā)能力 。近年來也出現了采用多個NP分布式轉發(fā)來實現較高密度2.5G、1G端口的數據交換 。但NP雖然實現了這些高速端口的接入，卻無法解決內部多個高速接口內部的高速數據轉發(fā)問題，所以核心網的高速業(yè)務需求驅動著路由器廠商尋找新的技術來解決性能和靈活性的矛盾 。
ASIC芯片階段
眾所周知的是，對于特定的業(yè)務，能夠同時提供極高轉發(fā)性能和較低的成本的只有ASIC芯片了 。但由于ASIC的固定特性一直無法解決路由器對多業(yè)務支持的需求，ASIC芯片一旦產出后，其原有的功能無法添加，所以ASIC芯片一直沒有被路由器采用 。而如今核心網對核心路由器性能幾乎無止境的需求，迫使路由器的廠商和研究機構把目光投向了ASIC 。況且現在10G的ASIC芯片早已成熟，并已規(guī)模商用，這也是網絡設備廠商能夠青睞ASIC的一個重要原因 。上個世紀末，一些廠商和科研機構就開始完全用ASIC搭建核心路由器平臺的研究，至今已經實現了一個比較完善的技術體系 。
對于ASIC平臺來說，最大的問題就是對多業(yè)務的靈活支持 。靈活性支持主要體現在兩個方面：一方面是查表技術，另一方面是對多業(yè)務報文的識別、處理能力 。近幾年出現的TCAM（三重內容可編址存儲器）很好地解決了多業(yè)務中各種表項的高速查找問題，其查找性能可以達到每秒100M次，也就是說可以支持一個10G端口每秒鐘查找4次以上 。而對各種路由表、ACL安全策略、QoS策略等表項的查找是多業(yè)務支持的核心內容 。同時現在的硬件技術制造出的高速可編程硬件FPGA能夠實現40G數據流的報文頭的處理，從而提供了對多業(yè)務支持的可能性 。港灣網絡有限公司正是看到了這種可能性，經過三年的潛心研究，終于實現了ASIC FPGA TCAM協(xié)同實現高密度千兆、2.5G、10G接口多業(yè)務數據的大容量處理、轉發(fā)，FPGA硬件實現對業(yè)務報文頭的處理并控制查找形成業(yè)務流，TCAM實現對各種高速業(yè)務流表項的查找，ASIC僅僅負責對業(yè)務流大容量轉發(fā)，從而實現了多業(yè)務應用下高速接口的大容量接入 。同時在路由器內部，通過專用ASIC把高速接口板之間的海量數據切割成特定長度的信元，從而實現高效、低延時、T比特級別的大容量數據交換 。這標志著我國在高速核心路由器的研發(fā)方面已經邁入了國際先進行列 。尤其值得一提的是，PowerHammer系列核心路由 器的接口板處理ASIC芯片——RACATA是完全自主研發(fā)的400萬門邏輯芯片，也標志著我國的芯片設計水平已經邁上了一個新的高度 。目前幾乎業(yè)界所有的主流高端核心路由器設備供給商都推出了基于ASIC的路由器產品，代表著采用ASIC已經成為核心路由器技術發(fā)展的一個必然方向 。
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