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一项伟大的科学技术甚至能够改变人类的生活方式，加速整个社会的进步。网络技术给世界带来的巨大变化不言而喻，人类的交流方式在网络的影响下变得方便而快捷，原本一封要传达数日的信件，在网络上只许转瞬之间便能完成。数据通信技术始于二十世纪中叶，至今半个多世纪的历程中出现过多种协议体系，然而经过多年的演进与变化，到现在最为主流、最为成功的当属tcp/ip技术。ip网络目前承载着全球绝大部分的数据信息，在很多地方还担负着传递语音、视频等新兴业务的重任，而且这种趋势越来越明显。相信未来的ip网络一定会像道路一样四通八达，遍布世界每一个角落。当然，除了承载上层业务这个本职之外，ip技术还肩负着统一数据通信体制的职能，正如刚刚提到的，在数通领域曾经“兵慌马乱”的年代，留下了很多战争的残留，tcp/ip协议的开放性为整个通信系统标准、统一、互通提供了可能，任何技术都可以通过提供tcp/ip接口实现与ip网络的融合。

ip网络最初的目的是实现所有个体间的互联互通，之所以采用ip地址，就是为了给每个网络上的个体一个唯一的代号。起初的网络规模很小，而且个体间通信的数据量不大，所以简单的连通便能满足正常的应用需求。随着各类应用激增，数据量也在迅速的以级数增长，这就要求网络带宽能够支撑大量的数据。就在不到二十年前，人们还天真地认为每秒64k的网络速度足以完成任何数据业务，二十年后的今天，这个数字已经上升了15万倍。

后来的网络使用者发现，一味的增加带宽并不能很好的解决应用要求，问题在于现实业务愈加复杂，对用户和流量的控制管理要求就愈加强烈，从简单的访问控制、服务质量、安全隔离到复杂的流量工程、故障检测、故障恢复，网络设备和网络结构一直不断的发生着深刻的变化。

网络功能逐步健全和强大的同时，人们开始关注与业务相关的应用，比如网络用户权限的控制、关键数据加密、语音视频系统的接入、存储系统的接入、上层应用的识别与控制等，同时为了使复杂的网络更加简单和易于维护，网络管理者还希望通过一种直观的视图方式监理整个网络系统的流量与用户状况，这对网络设备提出了更高的要求，在支持传统网管系统的同时，这些设备还必须具备统计、分析和控制流量能力，并且还要把这些统计后的信息输出给专门的图形化软件。

业务功能的增加会带来增加多台设备的烦恼，不仅难于维护还会使整个网络庞杂脆弱，如果能将各类功能都集成于一台设备中，实现统一管理便能消除这种隐患，需要强调的是，这里必须运用先进的分布式处理技术，各种功能都通过各自专门的总线、硬件和软件处理，这是在不影响正常性能的基础上保证各项功能确切运行的基础，也就是近来经常被人提起的“多业务线速并发”能力。

其实，上面提到的众多功能和应用还仅仅只是为各种业务服务的，它本身并没有任何业务能力，但是随着it技术趋于融合的现实，真正的业务将很可能直接集成到网络之上进行操作，特别是那些与网络强相关的业务，比如将病毒防御、网页浏览、邮件传真等业务直接融入网络设备中，不仅能提高业务效率，更能避免因网络瓶颈而给最终业务带来的中断与延迟。这里可以想象，现实业务形形色色，不可能针对某类业务专门定制特种硬件，人们期望着有一个像pc一样灵活通用的硬件“嫁接”在网络设备上，只通过二次开发甚至安装现成软件，便可实现各种业务的“入网”运行。这种面向业务的开放架构(即在专用网络系统内部集成通用软硬件的方式)是目前网络技术发展的最前沿。

通过上面的叙述看到，网络特征可以大致分成如下关键要素:带宽、可靠、安全、管理、集成、开放。下面会将网络依照经典的方式分层，逐层描述这六大要素。

ip骨干层通常采用网状或环状结构，从规模上讲一般要跨越很广的地域。由于骨干网络是整个网络体系的中流砥柱，所以对带宽和可靠性要求非常高。因为地域的原因，骨干网络设备通常使用的都是大带宽的广域网接口，比如10g pos、10g rpr、10ge wan等制式。可靠性方面要求整网中任何一点故障都要在50ms内恢复,这样才能保证网络中正常的数据、语音、视频应用不会出现中断或延时。故障恢复技术要求的科研难点很多，从故障快速检测到故障点的迅速倒换，再到整网路由重新学习，整个过程要在50ms内完成一直都是ip领域内考验核心技术实力的一道难题。业内评价核心设备通常有条惯性的标准，就是以50ms作为基线，能做到50ms故障恢复的设备在技术方方面面肯定都是非常出色的，只有这样的设备才有资格放置于骨干位置。

骨干网络近年来发展的趋势是归一化，简单的说，就是让核心网络尽量简单，减少故障点，实现大数据的高速通讯。可以用“整合机房”来理解上面的意思，原本网络中心机房里设备繁多，路由器、交换机、防火墙、ids、ips、安全网关、流量统计器、负载均衡器等设备七国八制，不同厂家的不同产品堆放在同一机房中，任何一个小部件的失灵都可能造成全网瘫痪。为了解决这种问题，业内出现了一体化设备，就是在同一台设备上，将各类硬件集成于一体作统一管理，现在很多核心设备都具备集成路由、交换、防火墙、流量分析等业务的能力。为了实现更多上层精细业务的集成，业内已经有厂家在研制应用于核心设备中的通用硬件模块，该模块的性能甚至超过普通服务器的处理能力，加之其深谙tcp/ip的本质，在处理一些与网络耦合的业务时，会显得更加得心应手。

ip汇聚层是连接核心与接入的重要部位，随着核心层的带宽增加，接入层的业务量激增，网络最怕在汇聚层产生瓶颈。传统的网络一般使用很强的设备备份机制来强化汇聚层的可靠能力，但是无法做到链路和协议的保护。依照近年来的发展趋势看，环网结构又重新获得众人的青睐，由于环网是整环备份，环上任何一点故障都能由其他设备和线路顶替，比网内备份的冗余能力更强。rpr技术的风靡就是“环网复兴”最大的见证，rpr即可以承载在pos接口上，又可以用ge接口实现。rpr技术借鉴了大规模传输技术的故障保护机制，可以在节省昂贵传输设备的同时提供50ms内的故障保护，目前是城域汇聚层最流行的组网方式。除了rpr，还有一种使用协议方式实现的以太环网故障保护机制，它不需要专门硬件支持，只需要在以太接口上启用保护协议，也能达到亚秒级的故障恢复，在一些投资有限但又对可靠性要求较高的场合得到了广泛应用。

顾名思义，汇聚层设备需要具备强大的汇聚能力。汇聚方式依照传输线路方式而不同，通常的sdh传输以信道化的pos或e1、e3接口实现接入，而新近流行的mstp传输则使用以太接口实现，汇聚设备不仅要具备各种类型链路上收能力，还要求单个系统支持高密度分支接入能力(举例，高质量汇聚路由器按照档次不同，支持e1线路汇聚从120路~3000路不等)。汇聚层设备还需要具有强大的安全能力，因为所有下游的接入设备都有可能与其建立一条或多条安全隧道，隧道方式还可能依照应用而各有不同，除了ipsec、gre、l2tp等传统的ip隧道，还要有健全的mpls vpn能力。汇聚设备也正在走扁平化的道路，需要汇聚设备能够提供大容量路由能力，高密度接入能力和高性能的加密能力，还可以将传统的汇聚路由器、汇聚交换机、安全网关、防火墙、语音网关合为一体使用。

由于汇聚设备既要保护核心层不被攻击，又要确保接入层全网安全，普通的防火墙二三层保护是远远不够的，四到七层的应用保护是当今流行的主题，甚至还要具备与专业防病毒厂商联合实现的防病毒功能。运用开放架构就可以很完美的达成这些功能，安装不同的软件实现特定的功能，甚至可以刷新程序，防毒墙摇身一变为广域优化器，想象一下这种随需而变的应用，必将改变传统网络设备死板固化的缺陷，带来一场全新的革命。

接入层网络一般是树形局域网结构，接入网络是距离现实业务最近的关节，通常要求功能灵活而丰富。随着语音、视频应用的ip化，除了具备传统的数据传输能力，这个位置的设备还需要支持语音终端甚至视频终端的接入能力。接入网络一般是局域网，网内通常是某个机构或团体的大量终端，众所周知，网络攻击与病毒最先发生在内网终端之上，再通过交换或路由设备感染整个局域网甚至广域网络系统，这就要求对于内网用户加强管理力度，对恶意用户或者危险用户，先进行彻底的“清查”，再强加各种灵活的策略，控制其活动的范围和带宽，这种从根端入手的安全防御体系能将网络危机隐患降到最低。接入层的出口路由设备一般负责整个局域网内用户和公众网络(internet)的通讯，随着当前互联网上各类应用的增多，也出现了类似bt、edonkey等“流氓软件”，还有蠕虫、病毒、攻击、木马、网络钓鱼等非法应用，为了保护整个内网的安全，出口设备需要具有一双能透视到应用业务的“慧眼”，一般认为这双“慧眼”运用通用开放平台实现是最为理想的。

接入层设备最大的特点是功能丰富，却又要求易于维护，为了解决这个矛盾，接入设备也需要具有集成、整合的能力。如果在一台设备上整合了刚才提到的所有功能，包括路由、交换、用户准入控制、本地语音交换、视频控制与调度、数据安全加密、业务深度检测，甚至小型数据缓存、邮件服务器、web本地浏览、广域出口优化等，最终却又可以当作一台设备管理，这将在充分满足用户需求的基础上大大减低网络运维人员的工作量。其实在国内外已经有很多客户提出了对这种onebox的强烈需求，而且这种趋势也非常明显。

任何技术的发展最终都要面向公众、面向应用，网络也不例外。专用计算机向通用pc的发展，dos操作系统向windows的进步，都给了我们深刻的启迪，只有高速、集成、开放、易用的系统，才符合大众真正的需求。网络设备从传统应用向集成多业务的转变已经在如火如荼的展开，并且正在向开放与通用的方向上大步迈进!