路由竞技

来源:PChome原创文章属性:评测作者:PChome编辑部

虽然以太网正在向广域网延伸,但从覆盖范围、普及情况看,一些行业用户仍只能依赖DDN、帧中继(Frame Relay)、ISDN、PSTN等通信链路实现广域网互联。一些行业用户出于安全、服务质量等方面的考虑,也习惯使用这些链路完成企业内部广域网的连接。传统的路由器产品仍旧在网络建设中扮演着极为重要的角色。

在路由器领域,特别是在中低端的通用路由器领域,随着越来越多的具备自主开发能力的国内厂商的加入,用户有着越来越广泛的选择。为了帮助读者进行路由器选型,《网络世界》评测实验室组织了此次通用模块化接入路由器公开比较测试。

开发通用模块化路由器,需要在软件、网络技术方面有着深厚的积累,相比较交换机难度更大。同样这样的测试也有一定的难度,至今国内媒体还没有对这类产品进行的转发和路由性能进行全面测试。对于国内外的路由器厂商来说,这也是对它们研发水平和实力的一次考验。更由于测试报告将在媒体上公开发布,所以各厂商对此十分慎重。最终上海博达数据通信有限公司、D-Link、北京港湾网络有限公司、广州路由通讯技术有限公司、清华紫光比威有限公司和神州数码有限公司的给予我们迅速反馈,并参与支持此次测试。

产品定义

什么是我们认为的通用模块化接入路由器呢?

通用性:为了能够满足多种行业用户的需要,使参测产品具有普遍的应用价值,我们希望参测厂商提供真正通用化的路由器产品,而非定制化的。但实际上,通用模块化接入路由器采用通用CPU和软件完成主要的功能,灵活性非常强,参测厂商掌握了核心技术,完全可以为一些大行业用户提供定制化产品!

模块化:被测产品应该能够针对用户不同的网络连接需求,采用不同的广域网通信接口,完成不同二层或者三层网络互联能力。很多用户可能需要多个广域网、局域网的连接,只有模块化的产品才能满足用户不断变化的需要,并保护用户的投资。模块化同时提供丰富的功能模块,是我们对送测产品的要求。

接入路由器:我们要求送测产品在大型企业网的广域网组网中担当分支机构的接入路由器,在中型企业广域网担当汇聚层路由器,或作为小型企业广域网的核心路由器。我们希望送测厂商提供相应系列产品的最高配置,包括内存和软件版本。由于国内厂商很少宣布pps等指标,我们仅仅是规定了一个应用的场景,并没有规定厂商送测产品的CPU品牌、主频等配置指标。

6款送测的产品分别为博达BDCOM 2640、D-Link DI-2630、港湾网络NetHammer M262、广州路由通MP2620、清华紫光比威BitEngine 2650、神州数码网络DCR-2720。这些产品均符合我们前面的要求,并且都采用了集中和分布转发,采用通用CPU、总线交换的路由器产品。

虽然我们对参测路由器提出了应用场景的规定,但各个厂商对各自路由器产品的定义仍有一定的差异,送测的产品在硬件配置上有比较大的区别。清华紫光比威送测的BitEngine 2650路由器产品使用Intel 赛扬CPU主频达到了433MHz,博达的2640路由器采用了摩托罗拉的CPU MPC8245,主频为300MHz,而港湾的NetHammer M262和神州数码的DCR2720路由器CPU为摩托罗拉的MPC8240,主频为200MHz,这四款路由器的配置比较属于国内同类型路由器中比较适中的配置。D-Link DI-2630路由器和广州路由通NP2600仅仅采用了摩托罗拉的MPC860T,CPU主频为50MHz。在内存方面,港湾送测的NetHammer M262路由器的内存配置达到了256MB是最高的。应该说,这体现了通用模块化路由器存在的差异性和个性化。

从测试的结果看CPU和内存会在一定程度上影响测试的结果,但并不成正比,比如内存直接影响路由表容量,神州数码的内存不大但是支持的路由表容量很大。港湾的CPU主频不高,但是转发的速率比较高,而延迟的测试结果也显示了CPU的主频并不代表一切。通用模块化的接入路由器实际上是一个运行专有实时操作系统的计算机,一个路由器的好坏,应该更注重软件的质量,看软件是否能够在多种任务如转发、路由查找等之间协调分配好CPU和内存的资源。

需要提醒用户的是,在阅读我们的测试数据结果时,用户可以根据分支机构规模大小,对网络接口密度的不同需求选择合适的产品。比如对于分支机构人数在100人以下的,又对网络接口密度、功能模块要求比较高的用户,D-Link DI-2630和广州路由通的NP2600路由器是不错的选择。但终究“兵无常势,水无常形”,用户在使用通用模块化接入路由器时,如果CPU和内存的占用率一直比较高,就需要考虑更换高配置的产品。

性能:真金不怕火炼

我们此次对路由器的测试分为路由器的转发性能测试和路由性能测试两部分。借助思博伦通信所提供的专业测试仪表SmartBits 6000B和AX/4000,我们进行了近乎残酷的测试。真金不怕火炼!经过这样测试的产品应该能够承受住实际的考验。

转发性能

在测试邀请函上我们规定参测产品应该至少具备2个10Mbps的以太网端口。6台送测的产品固定配置都包含了至少一个10/100Mbps的以太网接口,博达的BDCOM 2640、港湾的NetHammer M262、清华紫光比威的NetEngine2650都提供了2个10/100Mbps以太网端口,而D-Link的DI-2630附加了一个双端口的10Mbps模块,广州路由通的NP2600则提供了一个10Mbps的模块。前四台路由器我们测试了其100Mbps速率下的双向全双工转发性能,而对于后者我们测试了100Mbps和10Mbps端口之间10Mbps速率下双向全双工的转发性能。与交换机测试一样,我们采用了64、512、1518三种字节长度的数据包。

比较起以太网交换机来说,线速对于通用模块化接入路由器来说是一个奢侈的称谓。广大读者在阅读我们的测试报告,以及以后在选购路由器时应关注的一个重要指标是数据包的处理能力——pps(Packet per Second),而不是Mbps。路由器是对逐个数据包进行操作,比如拆包(拆掉二层数据帧的帧头),查找路由表、转发表,转发,重新封装等。在同样的bit速率下,不同数据包长度,对应的pps不一样,对路由器的压力也不一样。

从我们的测试结果看,神州数码的DCR 2720路由器在64字节情况下每个方向都不能达到10%的速率,但是在1518字节情况下能够却能够达到100Mbps线速。对于我们测试的通用模块化接入路由器来说,数据包的转发、路由更新等所有工作都需要CPU承担,在转发小数据包时,虽然没有达到线速,但是CPU的处理能力已经达到了极限,很多产品此时对控制台(通过串口线连接到路由器进行配置监控工作)的指令没有任何反应。而转发大数据包,在线速情况下,路由器对控制台的指令都能够迅速给予回应,可见对CPU的占用率却并不高。小数据包长情况下,路由器转发能力最体现其转发性能,而对于通用模块化接入路由器来说,由于内部总线和CPU性能的影响,很难做到在64字节情况下,两个100Mbps端口双方向的线速转发,即297620pps。

从我们测试的情况看清华紫光比威的BitEngine 2650的路由器转发性能最好,也与其采用的CPU处理能力比较强有关,64字节情况下能够达到171656pps,其次是港湾的NetHammer M262能够达到78248pps,博达的路由器达到了49116pps,神州数码的路由器的转发速率为21866pps。

清华紫光比威和港湾的路由器在512字节和1518字节情况下的转发能力依然不错,但是却没有达到线速。神州数码和博达的路由器在1518字节情况下都达到了线速。

还需要说明的是,送测的路由器中除清华紫光比威BitEngine 2650、神州数码的DCR-2720外,另外几家产品都可以配置快速转发功能,我们的转发性能测试都是在打开快速转发情况下完成的。清华紫光比威公司告诉我们它们的路由器已经内置了这一算法。该功能的大致原理是,当路由器第一次收到发送到某一目的主机的数据包时,按照正常的操作查找路由表确定从路由器的那个端口转发该数据包,路由器将记忆这一映射关系,当再次收到发往同一目的主机的数据包时,路由器将不再进行查找路由表的工作,而是根据记忆的映射关系,迅速将数据包从相应端口转发。启动该功能之后,会对路由器的性能有比较大的提高。

延迟是路由器转发性能的另一个重要指标,我们测试了路由器在吞吐量情况下的延迟情况,并在64字节6%、512字节35%和1518字节下80%的速率下测试了100Mbps端口间的延迟情况,港湾的NetHammer M262表现最好。

我们在100Mbps和10Mbps线速情况下进行了帧丢失率测试。这一测试依然显示清华紫光比威的BitEngine 2650转发性能非常优异,它在64字节情况下仅仅丢失了34.89%的数据包,512字节丢失了0.42%的数据包、1518字节情况下丢失了0.03%的数据包。神州数码和博达的路由器在1518字节长度上,依旧没有丢失一个数据包。

在Back to Back测试中,博达2640在64字节情况下能够转发519个数据包是最多的。在512字节情况下清华紫光比威再次以93984名列第一,港湾能够转发17939个数据包。而在1518字节情况下,博达和神州数码的产品再次领先,在两秒的测试中转发了32508个数据包(这是理论值)。

广州路由通的NP2600路由器和D-Link的路由器由于采用的CPU处理能力比较低,其转发性能与上面四台路由器不具备可比性。另外,D-Link送测的双10Mbps模块为单工模块,对性能也有一定影响。但是这两台路由器,大数据包吞吐量测试结果都超过了20%,即2Mbps以上。以太网的二层开销(帧头、帧尾)要大于DDN等广域网上PPP协议的开销,应该说这样的结果对于2Mbps以下国内最普遍的广域网连接环境来说,足以应付。

作为连接广域网的设备,参测的具备两个100Mbps端口的路由器无论对10Mbps的LAN、1Mbps的ADSL或多个2M线路捆绑的高速广域网连接,还是较高密度的多个低速广域网线路连接(汇聚多个64Kbps、128Kbps……)都能支持,还支持备份线路、远程拨号接入,能够担当大型企业大型分支机构的联网、中小型企业汇聚或者骨干路由器的重任。对于中小型分支机构用户来说,通常能够得到的广域网线路在2Mbps以下,即使再加上一条拨号的备份链路和小密度的远程接入,D-Link的DI-2630和路由通的NP2600路由器同样称职。

路由测试

对于路由器来说,对动态路由协议的支持,对路由表的维护、发送路由更新信息能力是反映路由器性能的重要指标。

从另一个角度讲,对于通用模块化接入路由器来说,衡量这些路由器的好坏,一方面要看硬件配置情况,更重要的是要看其实时操作系统和相关软件的设计和实现的好坏。路由测试能够从一个方面来体现路由器软件是否能够很好地分配CPU和多种内部资源,同时完成路由更新、路由表的计算、数据包的转发、数据包的路由查找等多项工作。我们使用思博伦通信提供的AX/4000测试仪进行了包括路由表深度和路由收敛的测试。

RIPv2

在RIPv2的路由表深度测试中,港湾NetHammer M262路由器取得了最好的成绩,达到了5万条。我们的测试方法是在向路由器发送路由信息之后,从路由器另一端口向这些路由网段的主机发送数据包,检查路由器是否能够正确转发这些数据包而确定路由表深度的。在发送更多数量的路由时,有时候会因为RIP规定的定时器超时而导致测试结果不稳定,在延长这些时间之后,RIP路由表容量的测试结果还会更好,但我们认为其意义不大,没有继续我们的测试。因为几万条路由,每次路由更新,仅传输路由表就要耽误很长时间,从此来看RIP不适合组建大网,维护网络正常运行的开销太大。

其他产品也获得了比较好的结果,BitEngine2650为9000条、上海博达的2640达到了6000条。而神州数码的DCR2720为15000,它内存并不高,仅仅是32MB,我们认为取得这样的成绩非常难得。

在RIPv2的路由收敛测试中,我们测试了所有路由器的1000条路由和1Mbps情况下的路由收敛,港湾的NetHammer M262结果很好,2.38秒完成撤销工作,3.65秒完成恢复。广州路由通的测试结果也非常出色,达到了3.8秒和2.4秒,与港湾的难分胜负。对于具备两个100Mbps端口的路由器来说,我们又把测试的压力加大了一点,在5000条路由表和1Mbps的情况下,港湾的测试结果最好为8.4秒和9.67秒,其次为神州数码的DCR-2720路由器,达到了15.05秒和15.58秒。博达的BDCOM 2640路由器在RIPv2路由表容量测试的结果为6000条,在测试过程中,未撤销路由时就出现了较多的数据包丢失,因此我们没有将测试进行下去。

OSPF

OSPF的路由表深度测试中,表现最出色的仍旧是港湾的NetHammer M262,达到了10万条。其他的参测产品OSPF路由表深度也远远高于RIPv2路由表深度,神州数码的DCR-2720同样以45000条的OSPF路由表深度表现出色,BDCOM 2640结果为33200。D-Link的DI-2630支持的OSPF路由表深度为11874条,也非常不错。

接下来的路由收敛测试,花费了我们比较多的时间和精力。在OSPF测试中,我们将提供了两个100Mbps端口的路由器作为一组,首先测试它们在5千条路由表容量下,1Mbps数据流量情况下的收敛能力。这一测试的差距并不大,清华紫光比威的BitEngine2650收敛的速度最快,经历了13.7秒撤销5000条路由,9.45秒恢复5000条路由。另外三家的产品差距在伯仲之间。我们又将转发的流量增加到了10Mbps,给被测的产品出一些难题。这时恢复速度最快的变为神州数码的DCR-2720撤销时间为17.5秒,恢复时间为20.63秒,港湾和博达的产品紧随其后。

而清华紫光比威的BitEngine 2650路由器,在测试开始时就发生了丢包现象,随着测试的积蓄,对路由更新的信息并没有作出反应。在我们完成测试并反馈测试结果后,清华紫光比威的技术人员向我们解释说,原来在26系列路由器上使用的路由查找算法有一定问题,而新的软件版本已经很好地解决了该问题。随后我们对其三月底发布的5.06版本重复进行了5000条路由表10Mbps的测试,路由器不但能够撤销和恢复路由,且时间非常短暂,均为16.3秒。但鉴于《网络世界》评测实验室在公开比较测试中不允许参测厂商更换软件和硬件版本的规定,非常遗憾的是该测试结果不记入最终产品评分中。

对于D-Link和广州路由通的路由器来说,我们测试了他们在1000条路由表下,1Mbps流量下的收敛性能,测试结果显示路由通的MP2620收敛速度较快,45秒完成撤销,11.6秒恢复路由,D-Link的为73.6秒撤销路由,12.8秒恢复路由。

应该说,我们进行的路由表深度和路由收敛测试都是比较趋近于极限性质的测试。对于用户来说,大多不会遇到类似的情况。在一些比较大的行业用户网络中(除电信外),一般网络的路由条数仅为上千条。对于一些用户的使用环境来说,通用模块化接入路由器更多地采用默认路由的方法。我们测试的通用模块化接入路由器都可以经受住考验。

港湾NetHammer M262路由收敛过程

5000条路由,1Mbps流量下的OSPF路由收敛

5000条路由,10Mbps流量下的OSPF路由收敛

1000条路由,1Mbps流量下的RIP路由收敛

5000条路由,1Mbps流量下的RIP路由收敛

功能:真正的多面手

我们本次测试的通用模块化接入路由器一个最大的特点就是功能丰富、可扩展性强,配置组合非常灵活。在一定的预算下,一台模块化通用路由器可以演变出多种针对不同应用、功能需求的组合,对那些热衷技术的工程师来说,模块化通用路由器能带来更多的想象空间,远远超过以太网交换机的组合乐趣!

通用模块化接入——真正的网络多面手,这也给我们的测试工作带来了很大的烦恼。我们的确无法对通用模块化路由器的各项功能进行逐项的测试和验证,挑出了一些比较重要的功能列在表中,并对其中的一些功能参照产品说明书,在命令行界面上进行了验证。希望用户能对你们关心的功能进行更为详细的验证。

可扩展性

可扩展性对模块化通用路由器来说是非常重要的一点,我们测试的6台路由器在这一点上都做得不错!广州路由通的2620路由器提供了6个模块化插槽,博达的BDCOM 2640提供了3个模块化插槽,D-Link的DI-2630、港湾公司的M262、清华紫光比威的BDCOM2650、神州数码的2720,都提供了4个模块化插槽,各厂商都提供了丰富的网络和功能接口模块供用户选择。博达、港湾、清华紫光比威送测的三款路由器的所有模块化插槽大小、总线速度都一样,所有的功能模块可以插入任意模块化插槽中。而D-Link、广州路由通和神州数码的模块化插槽则互有不同,前两家有大卡和小卡之分,而神州数码DCR-2720路由器有三个PCI和一个非PCI的模块插槽,厂商提供的不同种类接口卡不能随便混插,用户需要详细阅读说明书。

港湾公司的NetHammer M262路由器提供了2个固定配置的10/100Mbps以太网接口、2个同步/异步串行接口。对于大多数的企业来说,该路由器提供的固定配置网络接口已经能够满足绝大多数情况下的网络连接需求。而剩下的模块化插槽都为其他功能拓展留下了很大的空间。

丰富的扩展模块

谈完插槽,自然要看看模块的选择了。此次送测的路由器模块化插槽的备选方案主要是广域网模块和语音模块。

几家公司送测的路由器一般都可以在模块化插槽中插入更多的以太网接口模块,一般接口为铜线和单模多模光接口,广州路由通公司提供的是10Mbps的以太网接口卡,这样用户可以将更多的局域网接入到路由器上,或者是适应今天宽带接入中ADSL、LAN技术的应用。

在国内,传统电信网能提供的FR、X.25、DDN、ISDN、PSTN等线路还是最为普遍的,对于那些希望在更广范围内实现联网的用户来说,是否具有丰富的低速广域网接口卡,是选择这类路由器的一个重要指标。从我们的功能列表中,不难看出此次参测的厂商都能够很好地提供不同密度的高速串口、异步口、ISDN BRI/PRI、信道化/非信道化E1的接口。广州路由通公司还提供了在ISDN和模拟语音调制解调器固化在接口卡上的传输一体化接口卡,这样的做法减少了网络的故障点。

送测的路由器对VoIP也提供了不错的支持,其中一个体现是在语音接口卡的支持上,送测路由器都支持FXO、FXS、E&M的语音接口卡,能够将模拟电话机用户的PBX接入到数据网中,利用VoIP技术成功地实现语音数据的融合。

多协议支持

多种网络接口的支持、多种协议的支持是体现路由器网络多面手的基础。送测的路由器都能够对多种链路层的协议进行支持,比如PPP、MP、LAPB、X.25、Frame Relay、SLIP、HDLC、SDLC等等,可以很好地提供广域网的连接。

对于国内的大多数网络来说TCP/IP是主要的协议族,所以我们测试的路由器都很专一的支持TCP/IP,而对于AppleTalk、IPX这些国外产品通常要支持的协议没做太多的理会,不过神州数码的DCR2720还是对IPX协议提供了支持。

金融行业是国内使用网络比较早比较成熟也是采购量非常大的一个行业,它们广泛使用IBM SNA协议进行通信。为了进入这一市场,我们测试的博达、D-Link、港湾、路由通的产品都对IBM的SNA协议在IP网上透传提供了比较好地支持,以满足金融行业的需求。

路由的支持

我们测试的路由器都支持OSPF、RIP和默认路由、静态路由,部分厂商提供BGP协议的支持。在国内一些大行业用户,他们在网络中使用思科的IGRP、EIGRP协议。然而为了降低在分支机构的网络构建成本,很多用户非常希望能够采用性价比非常好的国内路由器,为了满足用户此方面的需求,国内路由器厂商开发了能够兼容上述协议的动态路由协议。在此次参测的产品中,有的产品都提供了这方面的支持。

通常的路由操作都是根据数据包的目的地址,通过查找路由表确定下一跳的方向。但是,策略路由提供了更为方便灵活的路由规则,可以基于源地址路由、目的地址路由、协议类型路由,服务类型(TOS)路由,报文入接口路由等等。我们测试的路由器中比较多的产品能够对其中的一些策略路由提供支持。

很多用户日益看重组播的功能,我们看到港湾的NetHammer M262对IGMP、PIM、DVMRP提供支持,D-Link的路由器支持IGMP和PIM协议。

QoS

要能够实现语音和数据的融合,一方面需要路由器有很强的转发能力,另外要求路由器能够支持QoS的功能。在拥塞的控制算法方面,我们测试的路由器支持的多种优先级功能要超过我们曾经测试过的四层交换机。

路由器配置更灵活,一般路由器都支持先进先出(FIFO)的算法,还有严格的队列算法PQ,用户定制的优先策略CQ,在拥塞避免方面支持WRED,有些产品支持还支持CAR、RSVP等功能。

冗余

这一档次的路由器提供了一些冗余的功能,保证用户的关键应用不受到影响。接口备份最常见的应用是用Modem(PSTN)、ISDN等DDR线路备份串口、E1等专线,这样既可以做到关键链路冗余以提高网络可靠性,又可以充分利用DDR的按需拨号功能节省通信费用。

HSRP(hot standby router protocol RFC2281 热备份路由协议)是工作在UDP之上的应用协议,被设计运行于具有多播和广播能力的局域网中。它提供了一种在特殊的网络环境下进行无间断服务的机制,其主要为那些没有动态发现路由能力的主机提供服务。它允许网络在一个路由器失效不能工作时,网络中的另一个路由器自动接管失效路由器,从而实现IP路由容错。

安全

今天对于网络安全的呼声越来越高。我们测试的路由器在安全方面都提供了比较好的支持。路由器内置防火墙是很多产品能够提供的功能,有些路由器还有专门用于启动防火墙的命令,但是访问列表是大家都能够实现的功能。

VPN对于很多用户来说都是非常必要的功能,送测产品普遍支持IPSec的VPN,有的还支持L2TP、GRE的VPN功能。

通过对AAA、RADIUS、TACACS+协议的支持,参测路由器能够防止非授权用户对设备的访问。

对于国内用户来说,地址资源匮乏是困扰每一个网络管理人员的难题,NAT无疑是现在最佳的解决手段,同时NAT也可以帮助用户保护内网的安全。我们测试的路由器都支持静态的、动态的NAT和PAT。

网络管理

网络管理是很多用户非常看重的一点。我们测试的路由器都能支持SNMP等网络管理协议,提供带内和带外的管理方式。

CLI还是配置像路由器这类产品的最好方式,“show”一下,是很多用户已经习惯的操作方式。为了满足用户的需求,我们测试的几款路由器都采用了风格类似于思科IOS的CLI操作界面,应该说这给我们带来了很大的便利,配置不同厂家的路由器上手很快。非常值得一提的是博达、神州数码、D-Link和路由通产品的CLI,都会出现中文的显示和说明,极大地方便了国内的用户。

安装与易用性

这几款路由器安装、配置方面都比较易用。而且,此次送测的产品相关的文档资料相当完整。由于都是国内厂商,相关的技术资料都为中文,非常便于国内的工程师随时阅读查找。

绝大多数公司的技术文档都是存储在光盘中的电子文档,清华紫光比威的说明书为印刷版,而港湾公司在提供了电子版之外也提供了印刷精美的说明书。

从说明书的编写来看,难分伯仲,说明书中一般都有详细的图例、大多数的软件配置,厂商除了提供相关的功能说明、命令说明外,还提供了配置示例,给予用户参考。这些说明书对一些知识进行了介绍,比如相关的路由协议、NAT等等,可谓开卷有益。

我们翻阅了所有的说明书,无论是印刷的还是电子的都比较易于阅读,但也有一些地方需要改进,比如广州路由通、神州数码提供的PDF说明书,不是非常易于查找。

神州数码提供的光盘资料中还包括了TFTP服务器,这对于很多的工程师来说非常方便。

我们还对几家公司的网站进行了检索,检查了一下他们网站的支持情况。大多厂商的网站上面有相应的软件下载、TroubleShooting、知识介绍,提供了比较好的支持。(转自网络世界)

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