2022年中国路由器行业研究报告：路由器产业链分析（摘要版）

行业概览| 2022/07 中国：ICT系列 行业概览12022/ 中国：ICT系列 摘要 摘要 路由器是连接因特网中各局域网和广域网的设备，路由器是连接因特网中客局域网和广域网的设备，路由器是连接因特网中客局域网和广域网的设备，是互联网络的枢纽，其主要工作在是互联网络的枢纽，其主要工作在OSI网络模型OSI网络模型的第三层（网络层），并依据路由表进行数据转的第三层（网络层），并依据路由表进行数据转发。路由器产业链主要可分为上游的路由器处理发。路由器产业链主要可分为上游的路由器处理 器厂商、光模块厂商，中游的路由器设备制造商，器厂商、光模块厂商，中游的路由器设备制造商以及下游电信、企业和消费三大应用场景。随着以及下游电信、企业和消费三大应用场景。随者各类新兴业务的不断发展，高端路由器处理器已客类新兴业务的不断发展，高端路由器处理器已从传统的单CPU模式发展至“CPU+ASIC+NP”的分布式转发模式。思科、华为、中兴、新华三、分布式转发模式。思科、华为、中兴、新华三、瞻博网络均具备路由器处理器，尤其是NP芯片瞻博网络均具备路由器处理器，尤其是NP芯片的自研能力。 n路由器可分为消费级、企业级、电信级路由器 路由器可分为消费级、企业级、电信级路由器 路由器根据应用场景划分可分为消费级、企业级、路由器根据应用场景划分可分为消费级、企业级、 电信级路由器，设备的性能品质要求，以及解决方电信级路由器，设备的性能品质要求，以及解决方电信级路由器，设备的性能品质要求，以及解决方案的复杂程度依次提升，单一客单价也逐级递增。案的复杂程度依次提升，单一客单价也逐级递增， 其中，消费级路由器为家庭或个人使用，主要实现其中，消费级路由器为家庭或个人使用，主要实现用户接入广域网的家庭网关功能；企业级路由器应用户接入广域网的家庭网关功能；企业级路由器应用于非运营商的各行业企业市场，包括政府、金融、用于非运营商的各行业企业市场，包括政府、金融医疗、电力、教育、制造业等；电信级路由器主要医疗、电力、教育、制造业等：电信级路由器主要应用于电信运营商市场，用于搭建核心骨干互联网。 从传统的单CPU模式发展至"CPU+ASIC+NP"的 应用于电信运营商市场，用于搭建核心骨干互联网。 电信级路由器无论是从性能、安全性还是可靠性方电信级路由器无论是从性能、安全性还是可靠性方电信级路由器无论是从性能、安全性还是可靠性方面，都远高于企业级路由器和消费级路由器。面，都运高于企业级路由器和消费级路由器。 n高端路由器采用“CPU+ASIC+NP”模式 高端路由器采用“CPU+ASIC+NP"模式 的自研能力 路由器处理器主要实现路由协议、计算路由和转发路由器处理器主要实现路由协议、计算路由和转发数据包等功能，是路由器的核心部件。路由器处理数据包等功能，是路由器的核心部件。路由器处理器包含CPU、ASIC芯片和网络处理器（NP），其中，CPU又可分为嵌入型和通用型。随着海量业务的不断发展和数据流量的激增，高端路由器处理器也从断发展和数据流量的激增，高端路由器处理器也从最初单CPU芯片模式演进至当今的“CPU+ASIC+NP”的分布式转发模式。 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、服告提供的任何内客（包括但不限于数据、文字服告提供的任何内客（包括但不限于数据、文字图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密图表、图像等）均系头豹研究院强有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责实豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展 器包含CPU、ASIC芯片和网络处理器(NP），其中 CPU又可分为嵌入型和通用型。随着海量业务的不 性文件（在报告中另行标明出处者除外），：未经买豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式撞自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生， 最初单CPU芯片模式演进至当今的'CPU+ASIC+NP 的分布式转发模式。 n自研NP芯片力度加大，挤占商用NP市场空间自研NP芯片力度加大，挤占商用NP市场空问 目前，主流高端路由器厂商如思科、瞻博、华为等目前，主流高端路由器厂商如思科、瞻博、华为等均采用自研NP芯片，外购商用NP芯片的比例日益均采用自研NP芯片，外购商用NP芯片的比例日益 降低，商用NP芯片厂商的市场空间也越来越小。造降低，商用NP芯片厂商的市场空间也越来越小。造 用“头豹研究院“或”头豹"的商号、商标，头豹研 成这一局面的原因主要是：高端路由器厂商采用自或这一局面的原因主要是：高端路由器厂商采用自研NP芯片能更好地匹配特定场景下客户的需求和当研NP芯片能更好地匹配特定场景下客户的需求和当 究际无进计可即客之外的其地分支，地来 授权或聘用其他任何第三方代表实豹研究院开展商业活动。 下网络技术发展趋势，而商用NP厂商对于前沿的技下网络技术发展趋势，而商用NP厂商对于前沿的技下网络技术发展趋势，而商用NP厂商对于前沿的技 术和标准表现的相对保守；为避免商用NP芯片供应术和标准表现的相对保守：为避免商用NP芯片供应 商业活动。 商被竞争对手收购，或贸易禁令等不利因素的影响，商被竞争对手收购，或贸易禁令等不利因素的影响路由器厂商出于供应链安全角度的考虑，也会逐步路由器厂商出于供应链安全角度的考虑，也会逐步加大NP芯片自研的力度，从而挤占商用NP芯片厂加大NP芯片自研的力度，从而挤占商用NP芯片厂 商的市场空间。 商的市场空间。 Chapter 1 Chapter 1 路由器产业综述 路由器产业综述 q 路由器产业综述：口路由器产业综述： n 路由器综述 路由器综述 n 路由器工作原理 路由器工作原理 n 路由器结构 路由器结构 n 路由器产业链 路由器产业链 n 上游路由器处理器上游路由器处理器 n 上游路由器NP芯片上游路由器NP芯片 n 上游国产NP芯片 上游国产NP芯片 n 上游路由器光模块上游路由器光模块 n 中游路由器市场规模中游路由器市场规模 n 中游路由器驱动力中游路由器驱动力中游路由器驱动力 n 下游路由器应用下游路由器应用 路由器：实现不同局域网之间和广域网之间的数据互联路由器：实现不同局域网之间和广域网之间的数据互联 路由器可实现不同局域网之间，以及不同广域网之间的数据互 路由器可实现不同局域网之间，以及不同广域网之间的数据互联，其工作在OSI网络模型的第三层（网络层），根据目的IP地 联，其工作在OSI网络模型的第三层（网络层），根据目的IP地址完成数据转发 址完成数据转发 路由器实现不同局域网之间的互联路由器实现不同局域网之间的互联 局域网2 选定的路由算法把各数据包按最佳路径发送到指定终端地址。 选定的路由算法把各数据包按最佳路径发送到指定终端地址。 n路由器工作于网络层，而交换机主要工作于数据链路层 路由器工作于网络层，而交换机主要工作于数据链路层 路由器和交换机均具备数据传递的功能，但两者工作所在的网络层级不同。路由器和交换机均具备数据传递的功能，但两者工作所在的网络层级不同。路由器和交换机均具备数据传递的功能，但两者工作所在的网络层级不同。 路由器工作于OSI网络模型的网络层，可实现不同局域网内设备的互联。交路由器工作于OSI网络模型的网络层，可实现不同局域网内设备的互联。交 换机则主要工作于数据链路层（部分交换机也可工作于网络层），负责局换机则主要工作于数据链路层（部分交换机也可工作于网络层），负责局域网内部终端设备的互联。此外，路由器主要根据目的域网内部终端设备的互联。此外，路由器主要根据目的IP地址完成数据转IP地址完成数据转发，而交换机是根据MAC地址进行数据转发。 发，而交换机是根据MAC地址进行数据转发。 路由器工作原理：依据路由表完成数据包的转发 路由器依据路由表进行数据转发，路由表中的路由项指示了数 路由器依据路由表进行数据转发，路由表中的路由项指示了数据包转发的最佳路径。在转发时，当路由表中有目标网段的路 据包转发的最佳路径。在转发时，当路由表中有目标网段的路 由表项，就从对应接口或下一跳发出去，否则就把数据包丢弃由表项，就从对应接口或下一跳发出去，否则就把数据包丢弃 路由表工作原理路由表工作原理 封装为帧发出封装为慎发出 解析目标电脑MAC地址解析目标电脑MAC地址 n■路由器依据路由表进行数据转发，路由表中的路由项指示了数据包转发的最佳路径路由器依据路由表进行数据转发，路由表中的路由项指示了数据包转发的最佳路径 路由器依据路由表进行数据转发，路由表中的每条路由项指示了数据包转发至目的终路由器依据路由表进行数据转发，路由表中的每条路由项指示了数据包转发至目的终路由器依据路由表进行数据转发，路由表中的每条路由项指示了数据包转发至目的终端应通过的最佳路径。当路由器接收到了一个数据包，会先查阅整个全局路由表，如端应通过的最佳路径。当路由器接收到了一个数据包，会先查阅整个全局路由表，如果没有找到匹配项，则会丢弃数据包，否则在找到的所有匹配项中选择掩码最长的路果没有找到匹配项，则会丢弃数据包，否则在找到的所有匹配项中选择掩码最长的路由表项，查看该表项的下一跳地址是否是路由器的直连路由，如果是直连，则把数据由表项，查看该表项的下一跳地址是否是路由器的直连路由，如果是直连，则把数据包送到对应接口，封装为帧后发送给目标终端电脑。若不是直连路由，则解析下一跳包送到对应接口，封装为顿后发送给目标终端电脑。若不是直连路由，则解析下一跳的的MAC地址，封装为顿后发给下一跳路由器。MAC地址，封装为帧后发给下一跳路由器。 路由器结构：包含处理器、交换结构、输入/输出端口 路由器内部结构包含路由选择处理器、交换结构、输入/输出端 路由器内部结构包含路由选择处理器、交换结构、输入/输出端口。其中，路由选择处理器是核心部件，在高端路由器中，路 口。其中，路由选择处理器是核心部件，在高端路由器中，路由选择处理器通常采用“CPU+ASIC/NP”多核处理器的架构 由选择处理器通常采用“CPU+ASIC/NP”多核处理器的架构 路由器内部结构路由器内部结构 中低端路由器：CPU中低端路由器：CPU 路由选择路由选择处理器处理器 高端路由器：CPU+ASIC+NP 高端路由器：CPU+ASIC+NP 输入端口输入端口 输出端口输出端口 查找查找 输入端口输入端口 输出端口输出端口 n路由选择处理器为路由器的核心部件，通常由CPU+专用芯片构成 路由选择处理器为路由器的核心部件，通常由CPU+专用芯片构成 路由器由路由选择处理器、交换结构、出入端口、输出端口四部分组成。路由器由路由选择处理器、交换结构、出入端口、输出端口四部分组成。 p路由选择处理器是路由器的核心部件，主要负责执行路由选择协议，维口路由选择处理器是路由器的核心部件，主要负责执行路由选择协议，维护路由选择表及连接的链路状态信息，为路由器计算转发表，以及执行护路由选择表及连接的链路状态信息，为路由器计算转发表，以及执行网络管理功能。路由选择处理器通常采用“CPU+ASIC+NP”多核处理器的结构，在中低端路由器中，CPU负责交换路由信息、路由表查找及转发 网络管理功能。路由选择处理器通常采用"CPU+ASIC+NP'多核处理器的 结构，在中低端路由器中，CPU负责交换路由信息、路由表查找及转发 数据包。在高端路由器中，数据包转