路由引擎和交换网集成与分离技术分析(V1.00)

路由引擎和交换网集成与分离技术分析
业界核心路由器在路由引擎和交换网硬件设计上有两种主流方式。

第一种方式是路由引擎和交换网集成在同一块板上，如：Cisco 7600、Alcatel 7750、H3C SR8800等，我们成为“集成方式”；第二种方式是路由引擎和交换网分离，采用不同的单板支持路由引擎和交换网，如：Cisco 12000、NE80E、Juniper T640等，我们成为“分离方式”。

为帮助大家更好的理解集成方式和分离方式优缺点，我们从以下几个方面来对它们进行分析和对比。

●交换容量
核心路由器采用路由引擎和交换网分离方式的初衷之一就是希望通过扩展交换网板槽位、增加交换网数量来提供更大的系统交换容量。

早期的交换网芯片交换容量都比较小，只能通过多个交换网负荷分担的方式为路由器提供更大的交换容量。

在交换网芯片数量较多的情况下，如果采用路由引擎和交换网集成的方式，则主控板的硬件设计和布线难度会增加数倍，单板的体积会增大很多，电源功率和散热都成为影响设备可靠性的瓶颈。

因此，早期的核心路由器在硬件设计上采用路由引擎和交换网分离方式是一种较好的选择。

随着交换网芯片技术的发展，单颗交换网芯片的交换容量得到很大提升，从32G、256G、360G发展到720G，如Cisco的Super720引擎，单颗交换网芯片的交换容量可以达到720G。

对于中等容量的核心路由器设备，1～2颗交换网芯片的交换容量能够完全满足核心路由器的交换容量要求。

因此，路由引擎和交换网集成方式成为一种选择。

当然，对于交换容量要求巨大、甚至要求交换网级联的骨干网路由器，还是需要采用路由引擎和交换网分离方式，通过增加多块网板提升系统交换容量。

●可靠性
核心路由器采用路由引擎和交换网分离方式的另外一个初衷就是希望通过控制平面和转发平面完全物理分离来提高设备的可靠性，即：路由引擎发生故障，主备路由引擎进行倒换时，不会影响转发。

但从现网设备发生故障的概率来分析，分离方式所谓的更高可靠性优势并不明显。

1、从现网设备的故障情况来看，线路发生故障的概率最高，其次是软件故障，最后才
是硬件故障。

而在硬件故障中，电源故障的概率最高，其次是业务板和路由引擎，
而单纯交换网故障的概率极小。

因此，N+1的交换网备份意义不是很大。

2、主备引擎倒换时，集成方式的交换网切换时间仅仅为3ms～5ms（而电信级可靠性要
求为50ms），对业务开展基本没有影响。

对于集成方式，虽然路由引擎和交换网集成在同一块单板上，但是控制平面和转发平面的是分离的、相互不影响，并且路由引擎和交换网都支持1＋1冗余备份。

因此，采用集成方式，设备的可靠性依然可以达到99.999％。

●集成化程度
集成方式的集成化程度显然比分离方式要高，技术设计难度要大；同时，集成方式可以降低设备的体积，减少设备占用机房的空间，提高单位面积的端口密度，为用户节省租用机房的费用。

据统计，网络运营商每年的机房租用费用是其运维费用的主要支出之一。

因此，体积相对比较小的设备在发达国家运营商相当受欢迎，如：欧洲和日本等国家的运营商对设备的体积容量有明显的要求，设备小型化、集成化是通信设备发展的方向。

●功耗和噪声
设备的功耗主要取决两个方面，一是元器件数量和功率，二是散热面大小对风扇数量的需求，即元器件数量越多、散热面越大、风扇越多，则所耗功率越大、产生的噪声也越大。

集成方式元器件相对较少，而且体积小、散热面小，所需风扇数量相对较少，所耗功率和产生的噪声比分离方式要小。

据统计，设备运行的耗电量也是用户运维费用的主要支出之一。

因此，发达国家的用户提出绿色环保设备，功率相对较小和噪声较小的设备显然更欢迎。

总之，对于骨干网路由器，由于其要求的交换容量巨大，并且级联组网需求，采用路由引擎和交换网分离的方式是一个好的选择。

但对于行业网核心路由器，中等交换容量即可满足未来几年甚至十几年的网络需求，则采用路由引擎和交换网集成的方式是一种不错的选择。