Сегодня производители маршрутизаторов различными путями пытаются решить одну и ту же задачу - масштабирование Internet.

В настоящее время трафик Internet удваивается каждые полгода. В этих условиях все компании сходятся в одном: новое поколение маршрутизаторов должно обеспечивать гигабитные и терабитные скорости передачи данных. Существуют различные подходы к повышению пропускной способности, но пока специалисты не пришли к единому мнению о том, какая из технологий является оптимальной.

Аналитики считают, что способы решения данной задачи различаются лишь в инженерном плане и не предлагают никаких новых принципов.

"Каждая компания старается увеличить производительность, опираясь на свои предшествующие разработки, - отметил аналитик Forrester Research Брендан Хэниган. - Таким образом, каждый из них на свой манер пытается разгрызть один и тот же орех".

Компания Avici Systems выпустила терабитный маршрутизатор со встроенным коммутатором (Terabit Switch Router, TSR), который проектировался с учетом непрерывного разрастания Internet. Он способен работать на скоростях от 600 Мбит/c до нескольких терабит. Впрочем, завтра уже и этого может оказаться недостаточно, ведь число пользователей Internet растет в геометрической прогрессии.

"Высокая масштабируемость - это наш козырь", - говорит президент Avici Сурия Пандити.

Устройство TSR, будучи маршрутизатором следующего поколения, поддерживает аппаратную маршрутизацию, групповую широковещательную передачу, обладает средствами продвижения данных и обеспечивает работу на гигабитных линиях. Самым существенным отличием TSR от аналогичной аппаратуры является конструкция модулей подключения к линии.

Каждый такой модуль включает в себя так называемое средство прямого соединения (Direct Connect Fabric, DCF), которое выполняет функции маршрутизатора со скоростью передачи 70 Гбит/с. Двадцать модулей монтируются в стойке с пассивной объединительной панелью.

С помощью DCF каждый модуль увеличивает пропускную способность маршрутизатора на 60 Гбит/с. В полностью укомплектованном состоянии производительность TSR может достигать 1,4 Тбит/с. Но и это не предел. Масштабируемость можно повысить и за счет объединения нескольких панелей и размещения в стойке дополнительных модулей.

Среди других производителей терабитных маршрутизаторов - компания Pluris, которая для увеличения масштабируемости предлагает массово-параллельную обработку.

Массово-параллельный маршрутизатор (Massively Parallel Router, MPR) Pluris представляет собой совокупность взаимодействующих компьютеров (каждый из которых размещен на отдельной плате), называемых узлами обработки.

Один или несколько выделенных узлов используются для обработки протоколов маршрутизации. На всех узлах обработки хранится таблица пересылки.

Технология распространения данных, защищенная патентом, основана на "самовосстанавливающихся", переключаемых по схеме "бабочка" коммутаторах, которые соединяются с последовательными коммуникационными линиями.

В феврале Pluris выпустит опытный образец MPR, а окончательная версия появится во второй половине текущего года.

Компания Neo Networks также сделала ставку на массово-параллельную маршрутизацию. Представители Neo утверждают, что при выборе архитектуры быстрой коммутации с модульными или раздельными обработчиками маршрутизации производительность значительно снижается за счет высокой частоты прохождения пакетов через коммутирующее устройство. Кроме того, это ослабляет безопасность сети.

Во втором квартале текущего года будет выпущено устройство StreamProcessor 2400. Оно представляет собой шасси с 16 гнездами, обеспечивающее улучшенную перекрестную коммутацию с пропускной способностью 512 Гбит/с и состоящее из семи специализированных интегральных схем (Application Specific Integrated Circuits, ASIC), а также 1000 с лишним RISC-процессоров. В каждом из 16 гнезд могут размещаться 4- или 8-портовые модули Gigabit Ethernet и 4-портовые платы OC-48 с производительностью 2,5 Гбит/с.

"Объединение нескольких шасси позволит достичь терабитной пропускной способности", - заметил вице-президент компании Neo по маркетингу Марк Крее.

Устройство StreamProcessor воспринимает входящие пакеты как битовый поток, который преобразуется в набор инструкций для массово-параллельной архитектуры. Входящие данные анализируются и направляются в RISC-процессоры, обрабатывающие приложения и протоколы.

В то время как один процессор занимается обработкой приложения или протокола потока данных, остальные отслеживают очередность и приоритеты данных этого потока. Массово-параллельная архитектура обеспечивает уровень производительности более чем 400 млн. кадров/с.

Компания Torrent Networking Technologies не считает нужным реализовывать в маршрутизаторах технологию массового параллелизма. Представители Torrent убеждены в том, что для достижения надлежащей производительности вполне достаточно комбинации коммутаторов с разделяемой памятью, специализированных интегральных схем и быстрого алгоритма выбора маршрута.

Маршрутизатор IP9000, разработанный компанией Torrent, состоит из трех элементов:

  • коммутаторов с разделяемой памятью, которые устанавливаются в шасси с 8 или 16 гнездами;
  • механизма пересылки, включающего в себя модули 10/100 Ethernet, Gigabit Ethernet и ATM. В каждый порт ASIC встраивается схема ASIC, отвечающая за выбор маршрута и классификацию пакетов;
  • маршрутизирующего процессора - компьютера, поддерживающего в актуальном состоянии таблицу маршрутизации и конфигурацию системы.

    Устройство IP9000 обеспечивает быстрое прохождение трафика IP за счет того, что маршрутизирующий процессор не использует канал продвижения данных. Для обновления таблиц продвижения данных маршрутизирующему процессору выделяется специальный канал, позволяющий обмениваться информацией с коммутаторами. Обновление производится только в случае реальных изменений.

    Поддержка полной таблицы маршрутизации для каждого порта IP9000 вместо кэширования известных маршрутов уменьшает задержку при прохождении трафика. Для всех пакетов поиск в полной таблице происходит очень быстро. Это позволяет избежать неопределенности при поиске, который основан на кэшировании, и связанной с этим непредсказуемой задержки пакетов.

    В результате выдаются оптимальный выходной порт, сетевой сегмент, адрес маршрутизации, а также определяются процедуры, необходимые для обслуживания пакета. С помощью информации, извлеченной из таблицы маршрутизации, интегральная схема, встроенная в порт, выполняет все необходимые преобразования пакета (в том числе занесение информации об очередности и приоритете прохождения) еще до того, как пакет поступит на обработку в коммутатор.

    Масштабируемость IP9000 позволяет обеспечить пропускную способность в 10 млн. пакетов/с.

    Основой маршрутизатора GigaPacket Node, выпускаемого компанией Argon Networks, является коммутатор ATM с производительностью 150 Гбит/c. К особенностям устройства можно отнести схемы поиска маршрутов, встроенные в каждый порт, поддержку разнородных сетей и различных протоколов передачи данных.

    Компания Nexabit Networks разрабатывает маршрутизатор с пропускной способностью 2,5 Тбит/с и 32 интерфейсами OC-48. "Бета-тестирование нового маршрутизатора должно пройти в июне", - сообщил старший вице-президент Nexabit по продажам и маркетингу Джин Вальберг.

    Поделитесь материалом с коллегами и друзьями