Juniper Networks:Trio 与 Express 网络处理器和高速路由芯片的重要厂商
Juniper Networks,中文通常称为瞻博网络,成立于1996年,总部位于美国加利福尼亚州桑尼维尔,是全球重要的路由器、交换机、网络安全和网络基础设施厂商之一。
Juniper长期服务于电信运营商、互联网骨干网、云数据中心和大型企业网络,与Cisco一直是高端路由市场的重要竞争者。
Juniper除了开发Junos网络操作系统,还拥有非常重要的自研网络芯片技术,尤其是Trio和Express两大芯片架构。
需要注意的是,Juniper Networks目前已经不再是一家独立上市公司。
2025年7月2日,Hewlett Packard Enterprise,也就是HPE,正式完成对Juniper Networks的收购。
Juniper原来的股票代码JNPR随后停止交易,Juniper的产品和技术目前正在逐渐整合进入HPE Networking业务,不过Juniper品牌、Junos、Mist、MX、PTX以及相关芯片技术仍然继续存在。
Juniper为什么是一家网络处理器企业?
很多人第一次接触Juniper时,会把它理解成一家路由器公司。
实际上Juniper从很早开始就自行开发用于路由和数据包转发的ASIC,这也是Juniper能够进入全球大型运营商和互联网骨干网络的重要基础。
ASIC,全称Application-Specific Integrated Circuit,也就是专用集成电路。
与CPU这种需要执行各种不同程序的通用处理器不同,ASIC通常专门为某一种任务设计。
例如网络ASIC可以专门处理数据包转发、路由表查询、流量控制、数据包分类和加密等网络任务,因此处理速度可以远高于使用普通CPU处理每一个数据包。
Juniper过去在官方资料中就把软件、Silicon,也就是芯片,以及Systems,也就是网络设备,看成公司网络技术体系的重要组成部分。
自研ASIC和Junos操作系统长期以来都是Juniper技术战略中的核心部分。
数据包进入路由器以后发生什么?
理解Juniper的网络芯片之前,可以先理解网络处理器到底在做什么。
一个网络数据包进入路由器以后,芯片首先需要读取数据包的头部信息,例如源地址和目的地址,然后查询路由表,判断这个数据包应该从哪个接口发送出去。
芯片还可能需要执行ACL访问控制、QoS流量控制、MPLS标签处理、隧道封装、流量统计以及安全检查。
这些工作如果全部交给普通CPU完成,在现代100GbE、400GbE甚至800GbE网络中通常无法满足吞吐量要求。
因此大型路由器内部通常存在专门的数据包转发硬件。
Juniper通常把执行这些数据包处理工作的硬件逻辑称为PFE,也就是Packet Forwarding Engine,数据包转发引擎。
PFE负责真正高速处理经过路由器的数据包,而CPU更多负责运行操作系统、路由协议和设备管理软件。
Juniper的Trio和Express ASIC,就是构成这些高速数据平面的核心芯片技术。
Juniper Trio:面向复杂网络服务的可编程网络处理器
Juniper最著名的自研网络芯片之一就是Trio。
Trio主要应用于Juniper MX系列路由平台。MX系列广泛用于运营商边缘网络、互联网接入、宽带网络、云网络、数据中心互连以及大型企业网络。
Trio最大的特点之一是可编程性。
Juniper在Trio内部设计了可编程的数据包转发结构、查找引擎和QoS处理能力。
这意味着网络运营商增加新的协议或者网络功能时,并不一定需要完全重新设计一颗ASIC,一部分功能可以通过微代码和芯片已有的可编程能力实现。
这里的QoS,全称Quality of Service,也就是服务质量控制。
简单来说,QoS可以决定不同类型的数据包谁先发送、谁可以使用更多带宽,以及网络发生拥塞时哪些数据应该优先保留。
例如视频会议、普通网页浏览和大文件下载同时经过一个网络接口时,路由器可以通过QoS优先保证视频会议的数据传输。
Trio网络处理器为什么重要?
传统高速ASIC通常面临一个问题:芯片越专用,速度和能效可能越高,但是灵活性可能越低;芯片越像通用处理器,灵活性越强,但是数据包处理性能和功耗往往不容易做到最佳。
Trio的设计目标就是在这两者之间寻找平衡。
它既要达到高速硬件转发能力,又需要支持运营商网络中复杂的服务功能,例如MPLS、VPN、QoS、流量过滤、用户管理和网络Telemetry。
Telemetry可以理解为网络设备不断把运行数据发送给管理系统。例如接口流量、延迟、丢包和队列使用情况都可以成为Telemetry数据,帮助管理员实时观察网络状态。
这也是为什么Trio非常适合Juniper MX这种“Universal Routing Platform”,也就是通用路由平台,而不仅仅是简单的数据中心交换机。
Trio已经发展到第六代
Juniper经过多年发展已经推出多代Trio芯片。
目前较新的产品已经使用Trio 6。
Juniper公开的技术资料显示,Trio 6采用7纳米工艺,一颗芯片包含两个800Gbps的Packet Forwarding Engine,总全双工处理能力达到1.6Tbps。
例如MX304、MX10004以及较新的MX301等平台都可以使用Trio 6架构。
Juniper的验证资料中可以看到MX304和MX10004使用Trio 6,而一些较早的MX平台仍然使用Trio 4或者Trio 5。
这里也可以看到网络芯片与CPU的发展有些类似:同一个Trio架构会不断推出新的代际,通过更先进的制造工艺、更高的数据处理速度、更大的路由表以及新的硬件功能不断升级。
Express:Juniper另一条重要网络芯片路线
除了Trio以外,Juniper还有另一套非常重要的自研网络ASIC系列——Express。
如果说Trio更强调复杂网络服务和可编程性,那么Express更加偏向超高速、大容量和高能效的核心网络数据转发。
Express最重要的应用平台之一是Juniper PTX系列Packet Transport Router,也就是数据包传输路由器。
PTX主要用于互联网骨干网络、运营商核心网络、云计算网络和数据中心互连。
在这些场景中,路由器可能需要处理极其庞大的流量,因此每瓦功耗能够处理多少数据就变得非常重要。
Juniper表示,第一代Express系列芯片在2012年前后随PTX平台推出。此后Express不断升级,目前已经发展到Express 5。
Express 5
Express 5是Juniper目前非常重要的一代高速路由ASIC。
Express 5单芯片可以达到28.8Tbps级别的数据处理能力,并用于PTX10002-36QDD等新一代路由平台。
Juniper表示,这一代芯片支持800GbE接口、超过1000万条FIB路由条目、800万个计数器,并支持高速MACsec加密。
这里的FIB,全称Forwarding Information Base,也就是转发信息库。
路由协议可能学习到大量网络路径,而FIB保存的是数据包真正高速转发时所需要查询的信息。
当一个数据包到达路由器时,网络处理器根据数据包的目的地址查询FIB,从而迅速确定这个数据包应该从哪个端口发送出去。
因此支持多少FIB条目,是衡量大型互联网路由器扩展能力的重要指标之一。
Express 5为什么使用HBM?
Express 5还有一个值得注意的特点,就是使用高带宽存储技术。
HBM,全称High Bandwidth Memory,也就是高带宽存储器。它与普通服务器DDR内存相比,更强调芯片和存储器之间非常高的数据传输带宽。
高速网络处理器需要不断查询路由表、计数器和数据包状态。如果处理器本身非常快,但是访问存储器速度跟不上,整个网络处理过程仍然会受到限制。
因此Juniper在Express系列中把高速存储架构与网络ASIC紧密结合,以提高大型路由表查询能力和数据包处理效率。
Juniper目前的PTX资料明确指出Express 5采用了HBM架构。
Trio和Express有什么区别?
Juniper同时保留Trio和Express,并不是简单地让两种芯片互相竞争,而是因为不同网络设备的需求不同。
Trio更强调灵活性和丰富网络服务。
运营商边缘路由器不仅需要转发数据包,还可能需要管理大量用户、VPN、QoS、访问控制和复杂服务,因此需要较强的可编程能力和服务处理能力。
Express更强调高速、大容量、低延迟和功耗效率。
在互联网骨干网或者大型云网络中,最重要的任务可能是把巨大的数据流量尽可能快速、高效地从一个地方传输到另一个地方。
因此Juniper形成了一个比较明显的产品分工:MX系列大量依靠Trio,而PTX系列重点使用Express。
这也是理解Juniper网络芯片体系最简单的方法。
Juniper MX系列
MX Series Universal Routing Platforms是Juniper最重要的路由器产品线之一,也是Trio芯片最大的应用平台。
MX系列可以部署在运营商边缘、宽带接入、互联网Peering、企业WAN、数据中心互连以及大型云网络中。
MX平台通过Junos操作系统和Trio芯片结合,把软件控制层与高速数据包处理硬件结合起来。
Juniper官方目前仍然把可编程Trio chipset作为MX系列的核心技术之一。
这也是Juniper与很多普通网络设备厂商最大的区别之一:它不仅开发机箱和软件,同时掌握底层数据包处理ASIC。
Juniper PTX系列
如果MX代表Juniper在复杂业务路由方面的实力,那么PTX则代表Juniper在高速核心网络方面的技术。
PTX系列主要面向运营商核心网、大型互联网骨干网、云计算网络和数据中心互连。
新一代PTX10000系列已经使用Express 5芯片,通过高速ASIC、高带宽存储和Junos OS Evolved构成大规模核心路由平台。
对于这些设备来说,核心指标已经不仅仅是“一秒可以处理多少数据包”,还包括每瓦特能够提供多少Tbps带宽、路由表可以扩展到多大,以及一个机架空间能够提供多少网络容量。
Juniper与Broadcom模式不同
网络芯片行业中存在两种比较明显的模式。
Broadcom等公司主要向其他设备制造商出售交换和网络ASIC,这种芯片通常被称为Merchant Silicon,也就是商用标准芯片。
Juniper过去则更加类似Cisco:大量重要芯片由自己设计,再结合自己的Junos软件和网络设备形成完整产品。
不过现代网络设备市场越来越复杂,因此Juniper并不是所有交换机和路由器都必须使用自己的ASIC。部分产品也可以根据成本、性能和目标市场采用第三方芯片。
因此把Juniper列入网络处理器企业目录,并不意味着“Juniper所有网络设备都采用Juniper自己的芯片”,而是因为Juniper确实拥有长期、成熟并且具有行业影响力的自研网络处理器和路由ASIC技术。
Juniper进入AI网络时代
过去网络芯片主要连接服务器、互联网用户和数据中心,而现在越来越多高速网络需要连接GPU、AI加速器和大型AI训练集群。
一个拥有数千甚至数万块GPU的AI集群,需要极高带宽和极低延迟的网络。
如果网络发生拥塞或者大量数据包等待,即使GPU本身计算速度非常快,也可能因为等待数据而无法充分发挥性能。
Juniper因此也开始把PTX、Express高速路由芯片、数据中心交换机以及Mist AI网络管理技术扩展到AI基础设施领域。
Express 5的设计资料已经明确把AI和机器学习训练集群列为应用场景之一。
2025年HPE完成收购以后,这部分技术进一步成为HPE AI网络战略的重要组成部分。
HPE表示,收购Juniper以后,其Networking业务已经覆盖企业网络、数据中心、路由、安全以及AI网络。
Juniper被HPE收购以后发生了什么?
2025年7月2日HPE正式完成对Juniper Networks的收购,这是Juniper历史上一个非常重要的转折点。
Juniper创立近30年后结束了独立上市公司的历史,但是Juniper的网络技术并没有消失。
相反,HPE正在把原来的HPE Aruba Networking与Juniper的路由、交换、安全、Mist AI、Junos和数据中心网络技术整合到更大的HPE Networking业务中。
原Juniper CEO Rami Rahim随后负责领导HPE合并后的Networking业务。HPE表示,这次收购使公司的Networking业务规模大约扩大了一倍。
到2025年底,HPE已经开始使用“HPE Juniper Networking”这一名称推出和整合相关网络产品。
因此从企业所有权来说,Juniper现在属于HPE;但是从技术品牌和产品体系来说,Juniper仍然是网络设备和网络芯片行业非常重要的名字。
Juniper在网络处理器产业中的位置
如果按照网络处理器产业链进行分类,Juniper是非常典型的自研网络ASIC + 网络设备 + 网络操作系统型企业。
它不是像Broadcom那样以向全行业销售芯片为主要商业模式,也不是单纯的软件公司。
Juniper真正的优势来自几个部分共同组成的体系:
Trio负责复杂、高度可编程的网络数据处理。
Express负责超高速、高密度、高能效的核心网络数据转发。
Junos负责路由协议、网络控制和设备管理。
MX和PTX则把这些技术变成真正部署在互联网和运营商网络中的大型路由平台。
因此研究网络处理器产业时,Juniper与Cisco、Broadcom和Marvell一样,都是不能忽略的重要企业,只不过几家公司的商业模式和芯片应用方式并不完全相同。
总结
Juniper Networks成立于1996年,是全球高性能网络设备产业的重要企业,也是少数长期坚持自行开发高端路由ASIC的网络设备厂商之一。
Juniper最具代表性的自研网络芯片包括Trio和Express两大系列。
Trio重点服务于MX系列路由器,强调可编程性、网络服务和复杂数据包处理;
Express重点服务于PTX系列,强调超高速核心路由、大容量、低延迟以及功耗效率。
目前Trio已经发展到Trio 6,而Express已经发展到Express 5。
Express 5达到28.8Tbps级别的单芯片处理能力,而Trio 6继续强化Juniper在运营商边缘和高端路由领域的网络处理能力。
2025年7月,HPE正式完成对Juniper Networks的收购,Juniper不再是一家独立上市公司。
但Juniper品牌、Junos、Mist、MX、PTX以及相关网络芯片技术仍然是HPE Networking的重要组成部分。
从网络处理器产业地图来看,Juniper Networks应该归入网络处理器、路由ASIC、高速数据包处理芯片和网络设备企业,而且属于这一领域具有长期自主芯片研发能力的重要厂商。
公司名称: Juniper Networks
中文名称: 瞻博网络
成立时间: 1996年
总部: 美国加利福尼亚州桑尼维尔
目前归属: Hewlett Packard Enterprise(HPE)
主要网络芯片: Trio、Express
代表芯片: Trio 5、Trio 6、Express 4、Express 5
主要设备平台: MX Series、PTX Series
主要领域: 网络处理器、路由ASIC、核心网络、运营商网络、云数据中心、数据中心互连、AI网络
核心软件: Junos OS、Junos OS Evolved
官方网站: Juniper.net
