| 劉伯韜

FP3
—— IP路由器的強(qiáng)勁業(yè)務(wù)引擎

| 劉伯韜

FP3的突出性能得益于其專為業(yè)務(wù)路由機(jī)制所優(yōu)化的體系架構(gòu)——不同于市場(chǎng)上獨(dú)立芯片廠商所提供的通用型網(wǎng)絡(luò)處理器。

隨著視頻業(yè)務(wù)如IPTV、HDTV、VoD等高帶寬需求的業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，特別是基于Internet的視頻應(yīng)用和P2P應(yīng)用的迅猛發(fā)展，Internet流量正以一種不可思議的速度迅速增長(zhǎng)。相關(guān)報(bào)告預(yù)測(cè)到2012年，全球的IP業(yè)務(wù)流量將超過40exabytes (1018 Bytes)。許多運(yùn)營(yíng)商預(yù)計(jì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量年平均增長(zhǎng)率達(dá)到50%以上，按此計(jì)算，六年后的網(wǎng)絡(luò)帶寬需求將是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的10倍以上。

為了滿足不斷增長(zhǎng)的需求，運(yùn)營(yíng)商一直在尋找既可以有效保證業(yè)務(wù)提供又能減少單位比特成本的方案。高速以太網(wǎng)就是其中一個(gè)方案。很多運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)中部署了多個(gè)10GE鏈接，隨著10GE捆綁的大量部署，用更高速的鏈路減少鏈路數(shù)量，克服鏈路捆綁(LAG) 局限性，同時(shí)簡(jiǎn)化路由處理和簡(jiǎn)化MPLS部署已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，運(yùn)營(yíng)商對(duì)于部署100GE顯得非常迫切。

雖然在骨干網(wǎng)上部署100GE是必由之路，但是這對(duì)于運(yùn)營(yíng)商降低單位比特成本的目標(biāo)來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，畢竟網(wǎng)絡(luò)邊緣的業(yè)務(wù)是驅(qū)動(dòng)帶寬迅速增正的根本原因，因此在網(wǎng)絡(luò)邊緣的高速以太網(wǎng)顯得更加重要，它不僅可以幫助運(yùn)營(yíng)商達(dá)到單位比特傳輸?shù)某杀?，同時(shí)還可以很好地處理高價(jià)值業(yè)務(wù)如IPTV、企業(yè)VPN和移動(dòng)LTE業(yè)務(wù)。與核心路由器只需要簡(jiǎn)單地把流量快速地轉(zhuǎn)發(fā)出去不同，在網(wǎng)絡(luò)邊緣的路由器需要轉(zhuǎn)發(fā)速度與多業(yè)務(wù)支持能力兼顧。只有這樣，才能充分挖掘每比特的價(jià)值，成為流量的經(jīng)營(yíng)者，而不只是作為流量的轉(zhuǎn)發(fā)者。

阿爾卡特朗訊的100GE方案

早在2008年底，阿爾卡特朗訊的100G芯片組FP2已經(jīng)商用，用于構(gòu)建50G IOM3線卡。100GE的標(biāo)準(zhǔn)在2010年定標(biāo)后不到一個(gè)月，我們即發(fā)布了基于FP2芯片組并符合規(guī)范的單端口100GE線卡。在業(yè)務(wù)路由領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新，是核心競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)—與業(yè)內(nèi)一些其他廠商不同，我們?cè)谥饕臄?shù)據(jù)產(chǎn)品線上（包括7750SR和7450ESS等），一直采用自有的網(wǎng)絡(luò)處理器，從FP1到FP2，通過架構(gòu)與工藝的優(yōu)化，不斷提升網(wǎng)絡(luò)處理器的性能，成為網(wǎng)絡(luò)邊緣提高業(yè)務(wù)控制能力的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

FP2芯片組的出現(xiàn)，使得城域邊緣提前進(jìn)入到100G的時(shí)代，但隨著光進(jìn)銅退的不斷推進(jìn)，以及流媒體業(yè)務(wù)的爆炸性增長(zhǎng)，城域邊緣面臨的壓力急劇增加。在FTTH的場(chǎng)景中，單個(gè)OLT的上行動(dòng)輒達(dá)到幾十個(gè)G，占用大量的10GE端口，城域BNG設(shè)備要具備提供高密度的10GE端口的能力。相應(yīng)的BNG上行帶寬也成倍增長(zhǎng)，因此，100GE端口的數(shù)量也要增加。

FP3：高性能業(yè)務(wù)路由平臺(tái)的核心

基于上述需求的驅(qū)動(dòng)，阿爾卡特朗訊在2011年6月再次推出新一代的網(wǎng)絡(luò)處理器FP3，突破性的將目前最快速的IP網(wǎng)絡(luò)性能提升4倍。FP3處理器能夠支持400Gb/s 的處理能力，為寬帶密集型業(yè)務(wù)、應(yīng)用和內(nèi)容帶來(lái)新的契機(jī)，并同時(shí)降低能耗達(dá)50%。

作為新一代IP路由技術(shù)的首款產(chǎn)品，F(xiàn)P3處理器可以滿足未來(lái)對(duì)公共和專用的超高性能IP網(wǎng)絡(luò)的需求。例如，單個(gè)FP3處理器能同時(shí)處理70000個(gè)高清視頻流請(qǐng)求或840萬(wàn)個(gè)云會(huì)話請(qǐng)求。

FP3網(wǎng)絡(luò)處理器將在阿爾卡特朗訊的高效能網(wǎng)絡(luò)（HLN）架構(gòu)中發(fā)揮重要作用，可確保運(yùn)營(yíng)商增加容量、降低成本并拓展新的營(yíng)收渠道。傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)路由平臺(tái)受限于網(wǎng)絡(luò)處理器的能力，運(yùn)營(yíng)商不得不在性能、功耗、和業(yè)務(wù)控制顆粒度間做出選擇，通常需要在某些方面做出妥協(xié)，然而上述三個(gè)因素對(duì)于網(wǎng)絡(luò)邊緣都至關(guān)重要，在FP3的支持下，網(wǎng)絡(luò)性能在提升高達(dá)4倍的情況下，仍然能確保對(duì)用戶和業(yè)務(wù)進(jìn)行精細(xì)化的控制，使運(yùn)營(yíng)商能夠在自有網(wǎng)絡(luò)上交付新型寬帶業(yè)務(wù)、內(nèi)容和應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)更高的可靠及可持續(xù)性。未來(lái)，F(xiàn)P3處理器將應(yīng)用在阿爾卡特朗訊高性能IP業(yè)務(wù)路由系列產(chǎn)品中，支持城域網(wǎng)、邊緣網(wǎng)絡(luò)及高效能網(wǎng)絡(luò)的核心架構(gòu)。

圖1 FP3在性能與業(yè)務(wù)顆粒度間的高度彈性

目前100G線卡的構(gòu)建有多種方式，可以采用多個(gè)10G、20G或者40G芯片組合，也可以直接使用100G芯片。采用多個(gè)芯片構(gòu)建100G線卡與單芯片100G線卡有很多區(qū)別，采用單芯片構(gòu)建的100G線卡可以在多個(gè)端口之間動(dòng)態(tài)共享資源，開發(fā)單口100GE接口比較容易，但是采用多個(gè)芯片構(gòu)建的100G線卡就很難提供單口100GE接口，在各個(gè)端口之間要非常細(xì)致的進(jìn)行負(fù)載均衡以避免由于資源未能共享而造成的數(shù)據(jù)處理問題。上海貝爾的100G線卡使用FP2或FP3芯片組構(gòu)建，避免了多芯片組合的問題。在即將發(fā)布的基于FP3的新的線卡系列中，將出現(xiàn)單槽位2x100GE的線卡，和20x10GE的超高密度業(yè)務(wù)線卡。即在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)架中，可提供多達(dá)60個(gè)100GE端口或600個(gè)10GE端口，不僅如此，F(xiàn)P3的超高性能還將加速400G網(wǎng)絡(luò)接口的出現(xiàn)，這表明，隨著阿爾卡特朗訊的持續(xù)創(chuàng)新，運(yùn)營(yíng)商將從容面對(duì)城域邊緣的流量激增和精細(xì)化控制的需求。

FP3的突出性能得益于其專為業(yè)務(wù)路由機(jī)制所優(yōu)化的體系架構(gòu)—不同于市場(chǎng)上獨(dú)立芯片廠商所提供的通用型網(wǎng)絡(luò)處理器，F(xiàn)P系列芯片組來(lái)自于內(nèi)部的處理器設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，從第一代芯片組至今，該團(tuán)隊(duì)一直負(fù)責(zé)規(guī)劃處理器路線圖，設(shè)計(jì)處理器內(nèi)部的體系架構(gòu)，選擇處理器制程，測(cè)試性能等一系列工作，因此，我們能夠完全將業(yè)務(wù)路由的需求，貫穿于處理器的設(shè)計(jì)中。而通用型的網(wǎng)絡(luò)處理器不得不以犧牲性能為代價(jià)來(lái)拓展其應(yīng)用場(chǎng)合，從而獲得更廣泛的目標(biāo)市場(chǎng)。

阿爾卡特朗訊全新100GE接口模塊得益于FP系列芯片組的技術(shù)創(chuàng)新，而且在熱效率方面進(jìn)行了優(yōu)化，上一代的FP2已經(jīng)將每GB數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎慕档偷?瓦左右，與目前廣泛部署的10G和40G設(shè)備相比有明顯改善。而即將部署的FP3芯片組將進(jìn)一步降低7750SR路由器產(chǎn)品本已非常低的能耗水平，每GB的功耗降低至2W左右

圖2 FP系列芯片組不斷提升的效率能耗比

今天，阿爾卡特朗訊的100G路由解決方案已廣泛服務(wù)于全球大型運(yùn)營(yíng)商和云計(jì)算提供商，隨著流量的增長(zhǎng)，尤其是視頻業(yè)務(wù)需求的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，城域邊緣對(duì)超高速業(yè)務(wù)路由平臺(tái)的需求也愈加迫切，我們?cè)谶@一領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新不僅能幫助運(yùn)營(yíng)商以100G應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，并已經(jīng)為400G做好準(zhǔn)備。