超高清視頻時代已經(jīng)來臨，2015年8月BT已發(fā)布4K“BT Sports”，2015年年底Belgacom電信將發(fā)布4K，2016年DT和Telefonica也將發(fā)布4K。到2016年將有60%以上的TV采用4K。4K的平均碼率為30-40Mbps，是高清1080P的2-16倍，并且4K視頻為了保證用戶體驗對鏈路SLA有嚴(yán)格要求，這些都需要網(wǎng)絡(luò)大帶寬保證。
與此同時云計算飛速發(fā)展也對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和帶寬提出了新的挑戰(zhàn)。到2020年，80%的應(yīng)用將分布于“云”上。云計算的核心是數(shù)據(jù)中心，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)擴(kuò)展限制在單個物理DC，各個DC資源物理隔離，業(yè)務(wù)和資源只能在單個DC部署，資源分散、隔離，資源利用率低，無法滿足業(yè)務(wù)快速定制、上市的需求。而云計算數(shù)據(jù)中心正朝著分布式、超大容量等方向發(fā)展，這就需要云網(wǎng)絡(luò)來支撐數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，實現(xiàn)跨物理DC的互聯(lián)，對計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和利用。虛擬機(jī)熱遷移，DC間容災(zāi)備份，都挑戰(zhàn)著現(xiàn)網(wǎng)的帶寬、時延和穩(wěn)定性。此外，隨著云業(yè)務(wù)持續(xù)增加，DC建設(shè)速度迅猛，作為DC互聯(lián)的重要網(wǎng)絡(luò)，要求網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不可輕易改變，這就使得平滑擴(kuò)容成為DC互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的必備屬性。
4K視頻、云計算的快速發(fā)展使得帶寬需求持續(xù)增長，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)能力、平滑擴(kuò)展、成熟穩(wěn)定提出了更高的要求，這些也是運(yùn)營商關(guān)注的核心問題。單機(jī)容量雖然在不斷提升，但是即使業(yè)界領(lǐng)先的1T平臺的單機(jī)容量，也只有16T，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足現(xiàn)網(wǎng)核心節(jié)點對帶寬的需求。大容量、成熟穩(wěn)定、可持續(xù)演進(jìn)的集群路由器已成為應(yīng)對業(yè)務(wù)發(fā)展的必然選擇。
集群已成為核心路由器標(biāo)配
核心路由器作為網(wǎng)絡(luò)的心臟，要滿足流量快速增長的需求卻不能輕易改變網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，集群技術(shù)很好的滿足了這個需求。路由器集群技術(shù)是將兩臺或兩臺以上普通核心路由器（線卡框）通過中央交換網(wǎng)絡(luò)（中央框）連接起來組成一個統(tǒng)一的路由系統(tǒng)，而對外只表現(xiàn)為一個邏輯管理網(wǎng)元。這項技術(shù)使得多臺核心路由器之間協(xié)同工作和并行處理，最大程度實現(xiàn)系統(tǒng)容量的平滑擴(kuò)展。
海外TOP級運(yùn)營商如德國電信、英國電信、美國Level3等在核心節(jié)點已廣泛部署集群路由器。與海外運(yùn)營商擁有各個地區(qū)眾多子網(wǎng)不同，中國三大運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)相對集中，單張網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和用戶數(shù)量都屬于世界前列，這樣的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也決定了中國運(yùn)營商對于集群路由器的需求更加強(qiáng)烈。
2006年以前，中國運(yùn)營商骨干網(wǎng)上所有節(jié)點還都是單框設(shè)備，2007年集群路由器開始上線；2009年開始，運(yùn)營商對于骨干網(wǎng)路由器和大部分城域網(wǎng)出口路由器均要求支持集群特性，使得集群路由器的商用得以加速；據(jù)了解，目前三大運(yùn)營商的骨干核心和城域核心已廣泛采用集群路由器，4框以上的集群系統(tǒng)已超過100套，最大的節(jié)點已達(dá)8框集群。不難看出，集群已成為運(yùn)營商IP網(wǎng)絡(luò)骨干核心和城域核心的“標(biāo)配”。
核心路由器穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要
核心路由器是網(wǎng)絡(luò)的心臟，對穩(wěn)定性、成熟度、安全性要求極其嚴(yán)格，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，將會影響上百萬用戶的業(yè)務(wù)體驗。對于運(yùn)營商來說，為保證用戶業(yè)務(wù)永久在線，核心路由器的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。業(yè)界主流運(yùn)營商需要對設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格測試，確定設(shè)備的可商用性。目前全球主流運(yùn)營商在引入新設(shè)備或新技術(shù)時還采用了循序漸進(jìn)的方式，進(jìn)行充分的現(xiàn)網(wǎng)驗證和試商用，根據(jù)設(shè)備的表現(xiàn)再逐漸擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模。對于骨干網(wǎng)這樣的核心網(wǎng)絡(luò)，新設(shè)備或新技術(shù)引入前必須要具備在城域網(wǎng)多年承載大流量的經(jīng)驗和成熟的應(yīng)用案例。
集群技術(shù)是IP領(lǐng)域的核武器
集群技術(shù)可以稱之為IP領(lǐng)域的“核武器”，匯聚了路由器領(lǐng)域的尖端技術(shù)，是路由器廠商真實實力的集中體現(xiàn)。可商用的集群系統(tǒng)需要攻克的核心技術(shù)主要包括多級交換網(wǎng)技術(shù)、包處理芯片、高密接口、高速背板連接、短距光互連技術(shù)、整機(jī)系統(tǒng)散熱、虛擬化技術(shù)、安全技術(shù)，還要保證系統(tǒng)不斷的前向兼容能力，無中斷在線升級等，這些高精尖技術(shù)需要在軟件和硬件上有多年持續(xù)的技術(shù)積累。目前業(yè)界擁有集群技術(shù)的只有華為、思科、瞻博和阿朗。
2010年思科推出100G平臺的集群路由器CRS,2013年思科將CRS提升到400G平臺，但是和其后來推出的1T平臺的NCS產(chǎn)品無法兼容，產(chǎn)品斷代，對客戶投資造成了巨大浪費(fèi)。阿朗目前只有背靠背形態(tài)的集群形態(tài)，對于技術(shù)要求更高的通過中央交換網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)的集群系統(tǒng)還沒有實現(xiàn)，無法滿足現(xiàn)網(wǎng)更大容量的帶寬需求。
早在2001年，華為已經(jīng)開始投入研發(fā)集群技術(shù)。華為集群路由器NE5000E采用CLOS三級交換架構(gòu)，實現(xiàn)多框無阻塞交換，用創(chuàng)新的ISHE（In-Service Hardware Expansion）技術(shù)，在業(yè)務(wù)不中斷、硬件不更換的情況下，實現(xiàn)集群平滑擴(kuò)容。此外，華為NE5000E 集群路由器還具備成熟穩(wěn)定商用經(jīng)驗，2009年，華為在陜西西安完成了當(dāng)時業(yè)界首個5T集群路由器系統(tǒng)的商用部署，并在2012年升級到2+5集群系統(tǒng)。2013年4月，華為發(fā)布業(yè)界最大的NE5000E 400G 2+8集群系統(tǒng)，吞吐量達(dá)到了業(yè)界最高的102.4Tbps，滿足未來5年的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，并且兼容100G線卡，同時支持向1T平臺平滑演進(jìn)，有效保護(hù)客戶投資。至2015年7月，全球已有600+套集群路由器，穩(wěn)定運(yùn)行6年+，實現(xiàn)了“0事故”。
在流量快速發(fā)展的今天，集群技術(shù)已經(jīng)成為核心路由器的“標(biāo)配”，而集群技術(shù)的復(fù)雜度決定了強(qiáng)大的技術(shù)壁壘。同時集群路由器作為骨干核心和城域核心的關(guān)鍵轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，對穩(wěn)定性要求非常高。華為集群路由器NE5000E擁有先進(jìn)的集群技術(shù)和平滑寬展能力，可提供海量交換容量和超高轉(zhuǎn)發(fā)性能，并已穩(wěn)定成熟商用，全面滿足新一代網(wǎng)絡(luò)對超大帶寬、平滑擴(kuò)展、成熟穩(wěn)定的需要。 
