時(shí)間：2015-06-28 00:00:00 來源：IT貓撲網(wǎng) 作者：網(wǎng)管聯(lián)盟 我要評論(0)
路由器是一種連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它能將不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行"翻譯"，以使它們能夠相互"讀"懂對方的數(shù)據(jù)，從而構(gòu)成一個(gè)更大的網(wǎng)絡(luò)。路由器有兩大典型功能，即數(shù)據(jù)通道功能和控制功能。數(shù)據(jù)通道功能包括轉(zhuǎn)發(fā)決定、背板轉(zhuǎn)發(fā)以及輸出鏈路調(diào)度等，一般由特定的硬件來完成;控制功能一般用軟件來實(shí)現(xiàn)，包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理等。多少年來，路由器的發(fā)展有起有伏。
90年代中期，傳統(tǒng)路由器成為制約因特網(wǎng)發(fā)展的瓶頸。ATM交換機(jī)取而代之，成為IP骨干網(wǎng)的核心，路由器變成了配角。進(jìn)入90年代末期，Internet規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，流量每半年翻一番，ATM網(wǎng)又成為瓶頸，路由器東山再起，Gbps路由交換機(jī)在1997年面世后，人們又開始以Gbps路由交換機(jī)取代ATM交換機(jī)，架構(gòu)以路由器為核心的骨干網(wǎng)。路由器發(fā)展到今天已經(jīng)是第五個(gè)時(shí)代了。下面讓我們來看一看路由器技術(shù)應(yīng)用發(fā)展及其典型代表產(chǎn)品。
一、路由器技術(shù)的應(yīng)用：
1、第一代路由器技術(shù)及其產(chǎn)品
最初的IP網(wǎng)絡(luò)并不大，其網(wǎng)關(guān)所需要連接的設(shè)備及其需要處理的負(fù)載也很小。這個(gè)時(shí)候網(wǎng)關(guān)(路由器)基本上可以用一臺(tái)計(jì)算機(jī)插多塊網(wǎng)絡(luò)接口卡的方式來實(shí)現(xiàn)。接口卡與中央處理器(CPU)之間通過內(nèi)部總線相連，CPU負(fù)責(zé)所有事務(wù)處理，包括路由收集、轉(zhuǎn)發(fā)處理、設(shè)備管理等。網(wǎng)絡(luò)接口收到報(bào)文后通過內(nèi)部總線傳遞給CPU，由CPU完成所有處理后從另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口傳遞出去。
典型產(chǎn)品有Cisco2500系列路由器、華為Quidway R2500系列路由器。下面以華為Quidway R2500系列路由器產(chǎn)品來說明。華為Quidway R2500系列路由器包括Quidway R2501/2501E、Quidway R2509/2509E、Quidway R2511/2511E、Quidway R4001/4001E八款路由器。
Quidway R2500 系列路由器是華為公司面向中小型辦公室開發(fā)的新一代路由器產(chǎn)品。Quidway R2500 系列路由器采用32 位的微處理器技術(shù)使用華為公司的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)平臺(tái)--VRP 通用路由平臺(tái)。
VRP 提供了中英文雙語配置界面配置簡單，它提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)安全特性，支持啞終端接入服務(wù)器功能，支持SNA/DLSw，提供完備的備份中心技術(shù)作為分支路由器得到廣泛的應(yīng)用。
Quidway R2500 系列路由器提供的8/16 異步串口可作為中小型ISP 的撥號(hào)接入服務(wù)器，也可通過異步撥號(hào)線互連8/16 個(gè)低速局域網(wǎng)，2個(gè)多協(xié)議同異步串口可接高速同步線路、連接遠(yuǎn)程局域網(wǎng)或互連其它ISP。
2、第二代路由器技術(shù)及其產(chǎn)品
由于每一個(gè)報(bào)文都要經(jīng)過總線送交CPU處理，隨著網(wǎng)絡(luò)用戶的增多，網(wǎng)絡(luò)流量的增大，接口數(shù)量、總線帶寬和CPU的瓶頸就越來越突出。于是很自然地想到如何提高網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)量，如何把CPU和總線的負(fù)擔(dān)降下來?
為了解決這個(gè)問題，第二代路由器就在網(wǎng)絡(luò)接口卡上進(jìn)行一些智能化處理，由于網(wǎng)絡(luò)用戶通常只會(huì)訪問少數(shù)的幾個(gè)地方，因此可以考慮把少數(shù)常用的路由信息采用Cache技術(shù)保留在業(yè)務(wù)接口卡上，這樣大多數(shù)報(bào)文就可以直接通過業(yè)務(wù)板Cache的路由表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，以減少對總線和CPU的需求。
對于Cache中不能找到的報(bào)文送交CPU處理。典型產(chǎn)品有Cisco 4500系列路由器、華為Quidway R3600系列路由器。下面以華為Quidway R3600系列路由器來說明。
Quidway R3600系列路由器包含四款產(chǎn)品：Quidway R3640、Quidway R3680、Quidway R3640E、Quidway R3680E。所有Quidway R3600 系列路由器支持的模塊和Quidway R2620、Quidway R2630 系列路由器完全兼容。
Quidway R3600系列路由器是華為技術(shù)有限公司自主開發(fā)的面向企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品。Quidway R3600系列路由器采用模塊化結(jié)構(gòu)，和R2620、R2630系列相比，Quidway R3600系列路由器具有更高的處理能力和更大的接入密度。
Quidway R3600系列路由器既適合于在中小型企業(yè)網(wǎng)中擔(dān)當(dāng)核心路由器，也可以在大型網(wǎng)絡(luò)中擔(dān)當(dāng)匯聚層路由器。
3、第三代路由器技術(shù)及其產(chǎn)品
90年代以后Web技術(shù)的出現(xiàn)，使IP網(wǎng)絡(luò)得到迅猛的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)用戶的訪問面得到很大的拓寬，用戶訪問的地方已不像以前那樣固定，這樣往往出現(xiàn)無法從Cache中找到路由的現(xiàn)象，于是總線和CPU瓶頸的問題再次出現(xiàn)。
另外由于用戶的增加，路由器的接口數(shù)量不足也暴露出來了。為了解決這個(gè)問題，第三代路由器應(yīng)運(yùn)而生。第三代路由器采用全分布式結(jié)構(gòu)—路由與轉(zhuǎn)發(fā)分離的技術(shù)，主控板負(fù)責(zé)整個(gè)設(shè)備的管理和路由的收集、計(jì)算功能，并把計(jì)算形成的轉(zhuǎn)發(fā)表下發(fā)到各業(yè)務(wù)板;各業(yè)務(wù)板根據(jù)保存的路由轉(zhuǎn)發(fā)表能夠獨(dú)立進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。另外總線技術(shù)也得到了較大的發(fā)展，通過總線、業(yè)務(wù)板之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)完全獨(dú)立于主控板，實(shí)現(xiàn)了并行高速處理，使得路由器的處理性能成倍提高。
典型產(chǎn)品有Cisco 7500系列路由器、華為Quidway NetEngine 16/08/05系列路由器。下面以華為16/08/05系列路由器來說明。
Quidway NetEngine 16/08/05系列骨干路由器是華為3Com系列路由器中的高端產(chǎn)品，具有先進(jìn)的分布式轉(zhuǎn)發(fā)體系結(jié)構(gòu)和靈活的組網(wǎng)能力，它本身具有的邊緣接入特性，決定了其可以在多種網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用，能夠?yàn)橛脩籼峁┤轿坏慕鉀Q方案，最大限度的滿足客戶的需求。
產(chǎn)品致力于面向電信級(jí)運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)級(jí)核心網(wǎng)絡(luò)，有強(qiáng)大的專線接入及VPN業(yè)務(wù)能力，提供豐富的業(yè)務(wù)功能，具備完善QOS和安全特性，適用于運(yùn)營商、政府、教育、金融、電力、企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)?？膳c接入服務(wù)器、IP電話網(wǎng)關(guān)設(shè)備配合應(yīng)用。
4、第四代路由器技術(shù)及其產(chǎn)品
九十年代中后期，隨著IP網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)化，Web技術(shù)出現(xiàn)以后，Internet技術(shù)得到空前的發(fā)展，Internet用戶迅猛增加。
網(wǎng)絡(luò)流量特別是核心網(wǎng)絡(luò)的流量以指數(shù)級(jí)增長，傳統(tǒng)的基于軟件的IP路由器已經(jīng)無法滿足網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要。以常見的主干節(jié)點(diǎn)2.5G POS端口為例，按照IP最小報(bào)文40字節(jié)計(jì)算，2.5G POS端口線速的流量約為6.5Mpps。
而且報(bào)文處理中需要包含諸如QoS保證、路由查找、二層幀頭的剝離/添加等復(fù)雜操作，以傳統(tǒng)的做法是不可能實(shí)現(xiàn)的。于是一些廠商提出了ASIC實(shí)現(xiàn)方式，它把轉(zhuǎn)發(fā)過程的所有細(xì)節(jié)全部采用硬件方式來實(shí)現(xiàn)。
另外在交換網(wǎng)上采用了CrossBar或共享內(nèi)存的方式解決了內(nèi)部交換的問題。這樣，路由器的性能達(dá)到千兆比特，即早期的千兆交換式路由器(Gigabit Switch Router，GSR)。
典型產(chǎn)品有Cisco GSR124000/12000系列、JUNIPPER M40/160系列產(chǎn)品。下面以Cisco 12000系列為例來說明。
Cisco 12000系列千兆比特交換路由器(GSR)是Cisco為支持服務(wù)供應(yīng)商和企業(yè)IP骨干網(wǎng)核心而設(shè)計(jì)和開發(fā)的重要的路由選擇產(chǎn)品。Cisco 12000系列有三種型號(hào)：Cisco 12008、12012和12016 (5Tbps GSR太比特系統(tǒng))。
Cisco 12000系列GSR產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)旨在滿足當(dāng)今IP核心骨干網(wǎng)的高帶寬、高性能、多業(yè)務(wù)和多可靠性要求。
5、第五代路由器技術(shù)及其產(chǎn)品
在第四代路由器中采用了硬件轉(zhuǎn)發(fā)模式，解決了帶寬容量和性能不足的瓶頸問題，但是也留下了隱患：基于ASIC的硬件轉(zhuǎn)發(fā)在獲取高性能的同時(shí)，犧牲了業(yè)務(wù)靈活性。
這與ASIC技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式相關(guān)，在設(shè)計(jì)ASIC芯片的時(shí)候，對轉(zhuǎn)發(fā)流程做了大量優(yōu)化，使得IP轉(zhuǎn)發(fā)以簡單而固定的方式來實(shí)現(xiàn)，從而固化下來，做到硬件化。如果在IP轉(zhuǎn)發(fā)中，還要做一些復(fù)雜的額外處理的話，ASIC就無能為力了。
而且，ASIC的設(shè)計(jì)周期很長，通常需要二到三年才能設(shè)計(jì)出一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)行的ASIC芯片。而在IP互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，業(yè)務(wù)發(fā)展非常迅速，平均每半年就會(huì)興起一項(xiàng)新的業(yè)務(wù)，而這些業(yè)務(wù)可能就對轉(zhuǎn)發(fā)流程有影響，需要轉(zhuǎn)發(fā)程序適度調(diào)整來獲得高品質(zhì)支持。
近期MPLS VPN技術(shù)逐步成為熱門，運(yùn)營商需要在骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)中開展MPLS VPN業(yè)務(wù)，這時(shí)發(fā)現(xiàn)原來在骨干網(wǎng)應(yīng)用的第四代路由器無法提供高性能的VPN業(yè)務(wù)，需要全面升級(jí)或另外建設(shè)專門的VPN承載網(wǎng)絡(luò)。
在當(dāng)前帶寬已經(jīng)不是主要矛盾，業(yè)務(wù)應(yīng)用為王的運(yùn)營環(huán)境中，ASIC固有的靈活性差、業(yè)務(wù)支持不足的問題成為了路由器發(fā)展的主要矛盾。新的需要，帶來新的矛盾，就又會(huì)造就新的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)興起，促使第五代路由器出現(xiàn)。
典型產(chǎn)品有華為Quidway NetEngine 80/40/20系列產(chǎn)品。
Quidway NE80/40/20 屬于系列核心路由器產(chǎn)品該系列路由器采用基于網(wǎng)絡(luò)處理器的分布式硬件體系結(jié)構(gòu)具有電信級(jí)可靠性線速轉(zhuǎn)發(fā)性能完善的QoS 機(jī)制和豐富的業(yè)務(wù)處理能力可定位于公用IP 網(wǎng)絡(luò)大型企業(yè)/園區(qū)數(shù)據(jù)核心網(wǎng)絡(luò)和各種專用IP 網(wǎng)的核心網(wǎng)滿足Internet骨干網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和城域骨干網(wǎng)絡(luò)WAN 建設(shè)需求。
二、性能比較：
下面是路由器體系結(jié)構(gòu)對照表，從表中我們可以看出，從第一代到今天的第五路由器技術(shù)都是不一樣的，技術(shù)的發(fā)展是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用而快速發(fā)展。
第一代路由器主要采用集中轉(zhuǎn)發(fā)，總線交換技術(shù);第二代路由器主要采用集中+分布轉(zhuǎn)發(fā)，接口模塊化，總線交換等技術(shù);第三代路由器主要采用分布轉(zhuǎn)發(fā)與總線交換技術(shù);第四代路由器主要采用ASIC分布轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù);第五代路由器技術(shù)主要采用網(wǎng)絡(luò)處理器分布轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)。
Cisco 和華為Quidway廠家都有幾個(gè)相應(yīng)的產(chǎn)品對應(yīng)，第一代和第二代
關(guān)鍵詞標(biāo)簽：路由器
相關(guān)閱讀
熱門文章
路由器地址大全-各品牌路由設(shè)置地址
各品牌的ADSL與路由器出廠默認(rèn)IP、帳號(hào)、密碼
Nslookup命令詳解-域名DNS診斷
站長裝備：十大網(wǎng)站管理員服務(wù)器工具軟件
人氣排行 各品牌的ADSL與路由器出廠默認(rèn)IP、帳號(hào)、密碼 路由器地址大全-各品牌路由設(shè)置地址 騰達(dá)路由器怎么設(shè)置？騰達(dá)路由器設(shè)置教程 ADSL雙線負(fù)載均衡設(shè)置詳細(xì)圖文教程 路由表說明(詳解route print) Nslookup命令詳解-域名DNS診斷 網(wǎng)管員實(shí)際工作的一天 網(wǎng)管必會(huì)！了解交換機(jī)控制端口流量