2、超大规模路由表项需求

随着IPv6的大规模部署，无所不在的传感器和智能设备的大量应用，以及企业VPN的广泛使用，对网络核心路由器路由表的容量提出了更高的要求。为满足未来更大网络大容量业务传送要求，网络核心路由器的路由表容量将要达到千万条规模，如何实现大规模网络的平滑演进，如何实现数百万甚至千万级路由的快速收敛、分发也是网络核心路由器必须面临的挑战之一。

3、400Gbps/1Tbps高速网络接口需求

网络节点交换容量的加大，设备之间互联的接口也必然随之提高。目前100Gbps接口的核心路由器已开始广泛应用于国内骨干网中，下一代主流接口将在400Gbps/1Tbps之间产生。当前业界重点关注的是技术路线：客户侧 400GE。目前IEEE在启动客户侧400GE以太网的研究， ITU-T SG15在进行OTN、FRAMER方面的标准研究，OIF论坛在进行电气接口和模块层的研究。

在网络演进过程中，同时通过SDN（软件定义网络）技术提供面向网络的编程接口以提高网络虚拟化能力也成为核心路由器的技术方向之一。

随着路由器和光传输的融合，100Gbps高速白光和彩光接口将是新型核心路由器实用化的必要条件。

4、IP+光协同组网需求：

路由器设备容量的提升在提高网络带宽的同时， 也大幅度增加了网络的能源消耗。为了构建一个绿色节能网络，一方面，需要设计能耗更优的路由器设备；另一方面， 要从网络架构方面着手， 通过路由器和光传输设备联合组网来降低整个网络的能耗。众所周知，相同带宽下光传输设备的能耗远低于路由器。IP+光协同组网解决方案是指在骨干网络中， 光网络通过ASON技术实现光层以太网流量自动调整和长距离传送，路由器按IP/MPLS等级提高差异化服务质量保障，以IP+光协同实现网络跨域的协同工作，提供高质量、高可靠性、容易运维的网络。

5、大容量可扩展集群网络需求

在路由器单机容量有限和超级网络节点环境下，需要对节点网络进行横向和纵向扩展，通过多级汇聚和负载均担来减轻设备压力，网络结构将越来越复杂，运维管理难度加大。大容量、扁平化、少局所的建网思路要求进一步简化网络拓扑、减少分层网络设备、降低接口和协议复杂性。为满足不断增长的业务需求，核心路由节点的部署必须考虑未来网络的可扩展性、可靠性和扁平化需求，支持多机扩展的路由器集群技术通过集中化、一体化的控制管理，使集群系统各台路由器单机之间能够很好地协同工作，极大的扩展了路由器的容量，从而突破了单机在开发技术工艺上的限制。在成本方面，由于集群系统中各台路由器通过高速光背板互连，节省了额外的内部互联端口，大大减少了投资。更为重要的是，由于集群路由器对外仅体现为一台路由器，使得网络拓扑和路由策略变得简单和清晰，维护也更加方便快捷。

可扩展集群路由器系统在简化网络的复杂性的同时，大大提升了集群系统自身的复杂性。交换结构方面，单机系统一般采用共享缓存、Crossbar结构，容量有限，集群路由器需要采用复杂的Clos、Banyan、Butterfly或Benes多级多平面交换矩阵，每个平面配置独立的仲裁器，避免了仲裁器瓶颈问题。

6、稳定的网络操作系统需求

可扩展路由器集群系统涉及到的设备个体较多，多框级联的管理、同步、协同处理是一套极其复杂的多级分布式系统，软件处理的难度不亚于硬件，优秀的软件架构和路由操作系统是集群路由器系统的重点和难点。目前来说，主要有两种主流的系统控制方式：集中式和分布式。

网络核心路由器系统处在网络的骨干、核心位置，对可靠性要求非常高，要求做到NSF（Non Stop Forwarding）、NSR（Non Stop Routing）和ISSU(In Service Software Upgrade)。NSF是指主控故障时，转发不中断，具体处理就是线卡的转发相关的表项不会因为主控板故障而立刻失效，而是等待主控的主备倒换或者故障恢复；NSR是指主控做完全的热备份，包括所有的控制层面的session，不需要邻居配合，完全是自主行为，并且是0丢包，实现难度很高；ISSU实惠在线无损软件升级，软件升级的时候，没有任何业务中断，这个具体实现中，经常要利用上面NSF/NSR的技术，技术实现难度很大。