让你了解集群路由器技术

就是当一个人/物解决不了时，必须集中一群人/物协同工作，集群的概念应用在许多领域。

集群路由技术的产生，主要有两个直接的原因：

首先，单机容量逐步发展到极限;

其次，超级节点的产生使得网络结构越趋复杂，运维管理难度加大。

(1)单机容量到达极限

近年来，路由器技术发展很快，容量有了大幅度的提升，具体表现为槽位数量的增多、每槽交换能力的提升以及板卡端口密度的不断提高。设备厂商每年推出的新路由器，都是朝着这个方向发展。单槽位处理能力从原有40G、100G到400G，目前主流的厂商均支持单槽位1T。

对于核心层路由器来说，除了具备快速转发的能力、高安全稳定性之外，更重要的是，容量足够大、可扩展强。然而，互联网流量的发展都是远远超过设备容量更新的速度。互联网流量每12个月增长1倍，而路由器的容量每18个月才增长1倍。对于单台路由器来说，其扩展是有一定限制的，需考虑光器件的发展成熟度，以及电源、散热、机房承重等方面，而且也无法超越流量增长的摩尔定律。目前单台路由器的开发技术已经逐步发展到极限，路由器的发展需寻求一个新的出路。

(2)网络结构越趋复杂

由于单台路由器的容量扩展性有限，因此，近年来不断提出了其他方案来缓解设备压力。主要有以下两种：

网络层次分布式，即部署多个网络层次，通过逐层汇聚，减轻设备压力。

节点内部署多台设备，即增加节点内设备数量，通过负载分担的方式减轻设备压力。网络分别在纵向和横向进行扩展。这两种方法都在一定程度上缓解了单台设备容量有限的局面，但随之而来的却是网络复杂度以及内部互联端口的增加。众所周知，内部端口是不产生实际经济效益的，相反还会增加不少投资。而网络结构的日趋复杂，也增加了运维部门的管理难度，同时也产生了多台路由器之间如何均衡流量的问题。超级节点就是这样诞生的，即一个城市同时存在多个网络层次，而每个网络层次都有多台设备(如图2所示)，网络连接的复杂程度可想而知。因此，此方案只是目前路由器容量无法继续扩展的替代方案，是暂时性的，互联网网络流量的飞速增长，新兴应用的不断呈现，都在呼唤容量更高，更具扩展性路由器-集群路由器。

2 集群路由器技术概述：

集群路由器：又称路由器矩阵或多机框互联(Multi-Chasis)，即通过采用并行交换技术(PPS)，将两台或两台以上的普通核心路由器通过某种方式连接，共同组成一个多级多平面的交换矩阵系统，使其能够协同工作，并且对外只表现为一台逻辑路由器，从而突破单机箱在交换容量、功耗、散热等方面的限制，平滑扩展为更大容量的路由交换系统。

集群路由器根据组合方式不同，分别对应背对背和n(交换框)拖m(用户框)两种。背对背即是将两台路由器单机直接互联，无需通过交换矩阵。这种方法扩展性较差，属于过渡期的暂代方案。n拖m是指将m台路由器单机通过1台或n台交换矩阵机箱互联。集群系统内各台设备之间采用专门的光纤束进行互连。这种方式扩展性较好，是目前路由器集群技术的主流方式，也是未来的发展方向。用户框可作为一个独立系统运行， 独立运行的用户框即单机系统;多个用户框通过交换框级联形成一个逻辑上的系统，对外体现为单台路由器设备，逻辑系统中的用户框、交换框及级联部件统称为集群系统。

（编辑：开发网_开封站长网）

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