隨著全球路由行業(yè)的發(fā)展，了解路由器系統(tǒng)和結構，才能對路由有更加深刻的認識。隨著網(wǎng)絡流量的增長和網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，如何提高路由器技術的擴展能力是下一代路由器系統(tǒng)需要解決的最關鍵問題之一。

比較流行的解決思路來自于計算機集群系統(tǒng)——仿照大規(guī)模計算機集群系統(tǒng)，路由器系統(tǒng)的體系結構要進行重新設計，能夠讓多個獨立路由器通過內部的連接，而非通信接口連接，構成一個多機柜（multi-chasis）的路由器系統(tǒng)（router cluster system），在不影響性能的前提下，接近線性地擴充整個系統(tǒng)的交換容量，增加接口數(shù)目。這是下一代核心路由器產品的重要變化趨勢，其他的連帶技術（如高可用性支持）也大多和這個結構有著密切的關系。

結構越來越復雜

很顯然，路由器系統(tǒng)的結構發(fā)生了很大變化，從處理器的數(shù)量和連接方式上，結構發(fā)生很大變化：從單CPU路由器，到單總線多處理器路由器，再到后來的全分布式多處理器路由器，未來T比特路由器將會是多個機柜互聯(lián)。從交換結構來看，高端路由器主要采用共享存儲器結構、基于交換矩陣的虛擬輸出排隊結構(VOQ)、輸出排隊結構等。在T比特路由器結構中，采用多級交換結構互聯(lián)、立方體互聯(lián)、超級立方體互聯(lián)，期望達到大容量無阻塞交換。因此無論交換結構，還是整個路由器系統(tǒng)將越來越復雜。

全面支持IPv6

下一代互聯(lián)網(wǎng)和下一代網(wǎng)絡中，IPv6都是網(wǎng)絡的基礎協(xié)議，因此從協(xié)議角度看，從IPv4過渡到IPv6，是路由器面臨的最大協(xié)議變化，只有高端路由器全面提供了對IPv6的支持，才能保證這一技術的推廣和成熟。而要支持IPv6，需要高端路由器在路由表的設計、轉發(fā)結構的優(yōu)化等多個方面有更復雜的結構，同時，IPv6帶來的大量應用也會加劇路由器系統(tǒng)成為網(wǎng)絡瓶頸的程度。總的來看，下一代高端路由器的研究與開發(fā)集中體現(xiàn)了許多網(wǎng)絡新技術的發(fā)展方向，它仍然是網(wǎng)絡領域中重點題目之一。

可靠性向高標準看齊

如何提高路由器的可靠性和穩(wěn)定性是網(wǎng)絡用戶特別是運營商最為關注的問題，希望用路由器系統(tǒng)組建的網(wǎng)絡可以支持高水平的業(yè)務。因此廠商們在致力于提供達到5個9穩(wěn)定性的設備（99.999%的可靠性，意味著每年路由器中斷時間不超過5分鐘）。高可靠性協(xié)議方面的發(fā)展是近兩年協(xié)議發(fā)展的熱點問題之一，基于路由協(xié)議的擴展實現(xiàn)，通過在標準協(xié)議中增加一些對故障的容錯能力來取得可靠性的提高。或者通過MPLS等協(xié)議的快速路由保護功能實現(xiàn)，也有廠商通過對自身路由器系統(tǒng)代碼以及主備路由模塊之間的HA實現(xiàn)高靠性。

路由器接口變化有兩個方面：

接口速率：OC48、 OC192等高速率POS端口廣泛應用于高端路由器。10GE以太網(wǎng)從標準推出后，目前已經(jīng)為高端路由器廠商普遍采用。10GE和OC192 POS兼容的WAN PHY端口未來會在城域網(wǎng)得到大量應用。接口類型：POS和以太網(wǎng)成為高端路由器最廣泛應用的接口類型，某些廠商也采用PRR端口形成保護鏈路，或采用CWDM這樣的光接口，形成光網(wǎng)和IP網(wǎng)絡的融合。

價格與性能相關

除了表面的價格因素，用戶會考慮路由器系統(tǒng)的生命周期和運營管理成本，運營商往往3年就要更換路由器，如果能夠把路由器的生命周期延長到5～7年，會節(jié)省大量費用。同樣道理，具有高可靠性的產品通過穩(wěn)定網(wǎng)絡帶來的好處會遠遠超出它的價格。

支持的業(yè)務多了

隨著語音和視頻等各種應用的Everything Over IP和所有網(wǎng)絡介質和傳輸機制對IP Over Everything的支持，處于運營商網(wǎng)絡邊緣的中端路由器逐漸演變?yōu)槎喾章酚善鳌＞唧w表現(xiàn)在以下的兩個方面：由于網(wǎng)絡處理器和專用集成電路的采用，使得一些路由器系統(tǒng)所進行的工作遠遠超出業(yè)務的“匯集”。現(xiàn)在，多數(shù)的邊緣路由器系統(tǒng)更像一個IP業(yè)務交換機，可以生成二層和三層VPN，支持防火墻、以太網(wǎng)、VoIP等增值業(yè)務。

寬帶網(wǎng)絡的持續(xù)迅猛發(fā)展，中端路由器系統(tǒng)能提供對語音和視頻的QoS支持，用MPLS實現(xiàn)一些ATM、幀中繼的功能，因此，采用這些中端路由器可以把一些原來由ATM和幀中繼傳送的業(yè)務轉移到MPLS網(wǎng)上。

增強了安全性

網(wǎng)絡上總有人在搞破壞，現(xiàn)在網(wǎng)絡攻擊頻繁發(fā)生，不但對網(wǎng)絡中的計算機終端進行攻擊，還對網(wǎng)絡的基礎設施路由器和交換機進行攻擊，網(wǎng)絡的隱患不但出現(xiàn)在應用層，還出現(xiàn)在網(wǎng)絡的第二層和第三層。作為骨干網(wǎng)邊緣和核心路由器，如果受到攻擊，導致宕機，就會中斷網(wǎng)絡的服務，給用戶尤其是電信運營商帶來慘重損失。目前中高端邊緣路由器具有自我保護和及時檢測網(wǎng)絡攻擊的能力。在中高端路由器上集成流量管理、IDS、IPS、防火墻等功能，而且有些廠商如思科，用硬件來實現(xiàn)這些安全功能，路由器系統(tǒng)的主CPU就能全力以赴負責數(shù)據(jù)的轉發(fā)，而網(wǎng)絡的安全檢測，就交給IDS、IPS、防火墻等各硬件功能模塊上的分CPU進行處理，這樣就不會對網(wǎng)絡的流量產生影響。如果用軟件實現(xiàn)IDS、IPS、防火墻功能，路由器的主CPU就要分出一部分來進行這些安全檢測，這就降低整個網(wǎng)絡的流量。

Internet的流量每12個月增長1倍，而路由器的容量每18個月才增長1倍。雖然內存的容量增加能夠和摩爾定律吻合，但是內存存取速度的提高遠不能達到這個指標，因為高速內存非常昂貴。因此，盡管路由器系統(tǒng)的性能一直在提升，但其提升的速度還是落后于網(wǎng)絡發(fā)展的速度。