新型流式路由器设计突破互联网发展瓶颈

2007-10-29 08:28:00来源: 电子工程专辑

互联网先驱Lawrence Roberts最近发布了一款新的路由器设计——FR-1000,宣称有望改变当前互联网上数据流的处理方式。了解这种新型流式路由器(Flow Router)的人都认为,对于解决业界广为人知的难题而言,Roberts的系统是一种既创新又有前途的方法。不过,Roberts组建的初创公司Anagran在推广该款新产品时,却面临到一些障碍。

今天的路由器通常会把信息流作为一个个单独的数据包进行处理。于是该领域出现了许多附加系统,用来设法了解和管理彼此相关的封包组成的较大组群(被称作流),它们可能是同一语音通话或视频流的不同部分。

Roberts表示,对当前网络而言,在流(flow)级进行路由通信才是正确的方法,因为视频和语音在今天的网络中正在变得日益重要。Roberts过去曾领导过美国政府分组网络的设计工作,而正是这个网络构成了今天我们熟悉的互联网的基础。

“我们原本希望从一开始就以流的方式管理数据传输,因为将视频、图像和语音呼叫作为一个对象进行处理是再自然不过的事情,但是那个时候,我们还没有足够的内存和处理能力。”Roberts指出,“而今天,内存已经非常便宜了。”Roberts还曾编写过首批电子邮件应用。

Roberts在Caspian Networks公司时就曾尝试过类似方法,该新创公司曾一度获得了高达3亿美元的风险投资,但是却在2006年关门大吉。虽然在2004年就离开了Caspian,但是Roberts认为,Caspian的构想很好,只是起步有些早,恰好撞上了技术低迷期。

“那时,围绕这种想法的经济条件才刚开始萌芽,但是这样一套系统在当时的造价和体积都比今天要高出10倍。所以Caspian没能撑下去,因为利润空间不够。”Roberts表示。

Anagran的FR-1000造价7万美元,仅是传统路由器价格的三分之一,但是相比某些分组路由器仅为25%的利用率而言,该款产品却能达到高达95%的利用率。“客户只需在现有网络中安装该产品,就能获得巨大的性能提升。”Rberts指出。

此外,与传统路由器需要13U的较大型机箱相比,FR-1000可以装配在一个标准的19寸机架式1U机箱内,消耗功率仅为300W,而有些分组路由器的功率则高达4000W。

“FR-1000确实是一款大有前途的路由器。”Rberts自豪地说。

过去几个月来,美国西北大学高级互联网国际研究中心在一直都在对Anagran系统进行测试。该中心主任Joe Mambretti表示:“这是一种很有潜力也很有前途的技术,它用一种史无前例的方式解决了当前网络面临的许多问题。”

该中心计划于11月公布最终的测试结果。如果这套系统能够证明其优越性,那么该中心将购买此设备,用于旗下的两个大型互联网服务中心。

Mambretti还表示,流控制和诸如第2层路由等概念,将会成为传统分组路由器的辅助方式。他指出:“路由器发展的总趋势,是从原本千篇一律的方式,转换到以不同的技术来处理一致并确定好的数据。”

在听取了Anagran公司的简要介绍之后,Yankee Group研究人员David Vorhaus表示:“所有服务提供商都对Anagran提出的概念感兴趣,即在网络中注入更多智能。但问题在于:Anagran的产品是否就是实现该概念的最佳途径。”

Vorhaus强调,Juniper Networks等一些主流路由器制造商们正在与制造公司合作,后者制造的独立系统可以插入网络来处理一些流控制任务。

“大多数服务供应商已经拥有很多路由器,而且他们发现,在既有架构中加入新技术的成本较低。因此,对于一套完整的流式路由器来说,其价格优势或许并不那么吸引人。”Vorhaus表示,“而且,初创公司要想让服务提供商相信他们的系统足够可靠,可能也不那么容易。”

正是有以上顾虑,Anagran计划将部分销售对象锁定那些正在构建新型WiMAX和光纤到户(FTTH)网络的大有前途的服务提供商。“这些领域中都存在着一些大难题。”Roberts表示。

业界人士都认同:Anagran通过充分检查分组头信息,并把流控制集成到路由器的核心(而不是将流控制作为一个单独应用),从而开创了一种十分新颖的路由方法。“大公司采用这种方法会比较吃力,因为此类系统中的资源裕量非常小,而且他们必须对所有部分进行重新设计。”Roberts指出。

FR-1000的工作原理

FR-1000支持高达48Gb的以太网端口,并且在一个约400 MB的RAM库中存储了所有近期流数据的相关信息。

在数据流进入系统后,首先利用赛灵思的Virtex FPGA读取每个分组头,如果发现该分组属于一个已知流,就将其输送到相应的输出端口。只有被辨识的未知流分组才会被送至英特尔的5Gbps路由器芯片。相比之下,传统路由器或许需要8-10块复杂的路由器ASIC芯片,以高达10Gbps的数据处理速度才能有效处理每个分组。

FR-1000中的这款英特尔路由器芯片,能够根据流需求和路由器性能等相关信息,为新的分组流分配必须的数据传输速率和端口。

相比而言,分组路由器将数据放入一个可能会造成0.1秒延迟的较长输出队列中。而且,传统的分组路由器倾向于对数据、语音、视频和P2P流量处理一视同仁。正因如此,系统会花过多资源来处理P2P流量,同时则忽略了视频和语音,Roberts指出。

“这样做的结果,就是会让使用BitTorrent等点对点媒体服务的5%用户,用掉80%的带宽。”他表示。

FR-1000则不同,它会通过监测数据速率、持续时间、分组大小和数据流的吞吐量,按需要进行动态调整。通过这种方式,在将哪些资源分配给哪些特定流方面,用户就能做出更加明智的决定。Mambretti认为,Anagran应该更清楚地向客户强调该系统的这一优点。

“该系统还允许我们在不中断其它流的前提下,分配一种虚拟管道和流数据。现有的系统很难做到这一点。”他补充道。

Anagran公司已经募集到2,800万美元的风险投资,至少能使公司维持运营到今年年底。他们可能会进行新一轮融资,以支持公司的扩张和更大范围的系统展示。

“在资金方面,我们不像其它路由器初创公司需要那么多钱,因为他们需要开发很多ASIC。” Roberts表示,其公司现有75名员工。

目前,该系统瞄准的是一个由潜在运营商、服务提供商和希望更好控制城域网边缘信息流量的那些大公司所组成的广阔市场。“这是一个价值100亿美元的市场。”Roberts表示。

目前,该公司正开始构思此款路由器的低端版本,新产品有望在一年内出货。


F1:传统的路由器对每个分组信息做出处理决策,然后放置在有时很长的输出队列中。而Anagran公司的流式路由器(如图示)将相关的分组信息直接发送给输出端,只对异常信息进行路由。

关键字:数据  图像  语音  价格

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