網(wǎng)絡(luò)采用分層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接端口面臨挑戰(zhàn)

以前服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)采用的是依賴于接入層、邊緣層和核心層的分層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常很有必要，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的路由器分布密度低，壽命期也只有兩年。

盡管分層提供了一種模塊化設(shè)計(jì)方法，但在接入點(diǎn)(PoP)中太多的特殊性占用了很大部分昂貴的PoP內(nèi)網(wǎng)連接端口，擠占了可能承載產(chǎn)生收入的信息流的WAN端口，從而增加互連復(fù)雜性和代價(jià)，并導(dǎo)致維護(hù)、配置和運(yùn)行方面的挑戰(zhàn)。

圖1顯示了傳統(tǒng)的分層PoP。服務(wù)提供商已經(jīng)部署了冗余路由器來(lái)提高可用性。

在圖1中，路由器根據(jù)他們所扮演的核心、匯聚和邊緣設(shè)備的角色分別布置在各自的層內(nèi)。通過(guò)增加額外路由器可以調(diào)整每個(gè)層的容量，其代價(jià)是增加了環(huán)繞各層的互聯(lián)鏈路。每一層的路由器都具有某種專用的功能，因此管理這些路由器可能要求獨(dú)特的配置和任務(wù)。

以這種方式增加設(shè)備可以提高彈性，但是冗余系統(tǒng)之間的交叉連接可能會(huì)減少產(chǎn)生收入的端口。分層架構(gòu)越來(lái)越高的復(fù)雜性以及帶寬密集、高性能應(yīng)用的部署正在將這種傳統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)推向極限。

提供商需要在邊緣網(wǎng)絡(luò)中有效地提供一系列可贏利的IP業(yè)務(wù)，以增加ARPU值(單位用戶的平均收入)。但由于配置和管理多個(gè)物理上新增的路由器來(lái)運(yùn)行新業(yè)務(wù)所需的投資成本越來(lái)越高，因此對(duì)嚴(yán)格分層的PoP來(lái)說(shuō)很難提高贏利能力。

為了處理客戶服務(wù)等級(jí)協(xié)議并確保高的可用性，服務(wù)提供商通常利用多個(gè)PoP位置來(lái)構(gòu)建巨大的網(wǎng)絡(luò)。為了提供服務(wù)質(zhì)量和性能等級(jí)以及保持網(wǎng)絡(luò)的可維護(hù)性，簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)能夠更方便地創(chuàng)建具有更高可用性和靈活性的彈性網(wǎng)絡(luò)。由于PoP它們本身會(huì)趨于統(tǒng)一，因此整個(gè)骨干網(wǎng)絡(luò)可得到簡(jiǎn)化。

利用那些接口類型最豐富(銅和光接口)的高密度、靈活路由器，服務(wù)提供商可以扁平化傳統(tǒng)的多層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?圖2)，同時(shí)依靠產(chǎn)品和服務(wù)的差異化在市場(chǎng)中樹(shù)立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

邊緣、匯聚和核心層整合后允許在網(wǎng)絡(luò)中使用更少的路由器，對(duì)應(yīng)地降低資金和運(yùn)營(yíng)開(kāi)銷。服務(wù)也更容易提供，因?yàn)樾枰渲玫臉I(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)更少了。

圖1：傳統(tǒng)的層次化PoP

圖2：扁平化的核心替代方案

PoP扁平化對(duì)路由器的要求

為建立扁平化的PoP架構(gòu)，路由器最好具備以下一些功能：

1. 核心路由器中的IP業(yè)務(wù)功能

2. 豐富的接口類型

3. 密度和高可用性

4. 物理和邏輯上的可擴(kuò)展性

5. 可維護(hù)性和可靠性

核心路由器中的邊緣功能

一般來(lái)說(shuō)，邊緣和核心路由器的要求是不同的。核心IP/MPLS路由器傾向于扮演較簡(jiǎn)單的角色；主要考慮的是直接轉(zhuǎn)發(fā)速度，而大多數(shù)服務(wù)創(chuàng)建和其它形式的網(wǎng)絡(luò)智能都將來(lái)自網(wǎng)絡(luò)邊緣。

盡管核心路由器也牽涉到流量工程判決、解釋QoS標(biāo)記、基于過(guò)濾的轉(zhuǎn)發(fā)1和很多其他流量處理功能，但多業(yè)務(wù)邊緣路由器允許提供商將多種不同的 ATM和幀中繼網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一到單個(gè)IP/MPLS基礎(chǔ)架構(gòu)之上，同時(shí)利用領(lǐng)先的IP業(yè)務(wù)產(chǎn)生新的收入。

必要功能包括業(yè)務(wù)的匯聚和分配。

這些邊緣路由器需要支持配置各種第二層和第三層業(yè)務(wù)。它們也可能需要在MPLS網(wǎng)絡(luò)上仿真ATM和幀中繼業(yè)務(wù)，或者以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。因此邊緣路由器需要很多種接口類型，而且電路和中繼接口都需要。

圖3給出了服務(wù)提供商期望的邊緣和核心功能的差異。

圖3：路由器的邊緣和核心功能

業(yè)務(wù)提供商和其他運(yùn)營(yíng)商越來(lái)越意識(shí)到，為了以可預(yù)測(cè)的方式擴(kuò)展和構(gòu)建他們的PoP設(shè)計(jì)，它們需要功能上的重疊。例如，IP邊緣功能在表中是作為核心路由器的要求列出的，而QoS要求是核心和邊緣路由器都需要的。

豐富的接口類型

為了進(jìn)一步統(tǒng)一功能，關(guān)于邊緣路由器只需要某類接口、核心路由器需要其他接口的舊規(guī)則必須重新加以修訂。通常認(rèn)為核心路由器只需要實(shí)現(xiàn)大的光接口，不需要高密度、低容量的接口。實(shí)際上，這種限制導(dǎo)致了核心路由器缺乏靈活性，并很快被淘汰。

密度和高可用性