网络世界,是路由器把我们联系起来,它是互连网络的枢纽,网络的交通警察 。那 么在路由器方面新技术、新产品发展如何?IPv6技术又如何,不妨让我们把目光再次集 中到这里 。
扬鞭上马话路由
路由器将全球英特网的各子网联系起来,给人产生一个具有一个全球一致化单一网 络的幻觉 。路由器的主要作用是将从一组输入链路中收到的包转发给一组输出链路 。同 时,路由器应该能够处理异构网络、调度不同的服务要求、使用分布式算法产生一致化 的路由表 。此外,由于人们对英特网带宽的要求永无止境,路由器也自然应具有高带宽,所有这些因素决定了路由器的复杂性 。路由器被称为“网络的巨型机”,确实,网络 中用到的各种技术都可在路由器中得到综合的体现 。
一、路由器的类型
英特网各种级别的网络中随处都可见到路由器 。接入网络使得家庭和小型企业可以 连接到某个英特网服务提供商(ISP) 。企业网中的路由器连接一个校园或企业内成千上 万的计算机 。骨干网上的路由器终端系统通常是不能直接访问的,它们连接长距离骨干 网上的ISP和企业网络 。英特网的快速发展无论是对骨干网,企业网还是接入网都带来了 不同的挑战 。骨干网要求路由器能对少数链路进行高速路由转发 。企业级路由器不但要 求端口数目多、价格低廉,而且要求配置起来简单方便,并提供QoS 。接入路由器要提供 具有不同协议的高速异构思端口,并且力争不经过电话交接网 。
二、路由器的构成
路由器具有四个要素:输入端口、输出端口、交换开关和路由处理器 。
输入端口是物理链路和输入包的进口处 。端口通常由线卡提供,一块线卡一般支持 4,8或16个端口,一个输入端口具有许多功能 。
第一个功能是进行数据链路层的封装和 解封装 。
第二个功能是在转发表中查找输入包目的地址从而决定目的端口(称为路由查 找),路由查找可以使用一般的硬件来实现,或者通过在每块线卡上嵌入一个微处理器 来完成 。
第三,为了提供QoS,端口要对收到的包分成几个预定义的服务级别 。第四,端 口可能需要运行诸如SLIP和PPP这样的数据链路级协议或者诸如PPTP这样的网络级协议 。一旦路由查找完成,必须用交换开关将包送到其输出端口 。假如路由器是输入端加队列 的,则有几个输入端共享同一个交换开关 。这样输入端口的最后一项功能是参加对公共 资源(如交换开关)的仲裁协议 。
交换开关可以使用多种不同的技术来实现 。至今为止使用最多的交换开关技术是总 线、交叉开关和共享存贮器 。最简单的开关使用一条总线来连接所有输入和输出端口,总线开关的缺点是其交换容量受限于总线的容量以及为共享总线仲裁所带来的额外开销。交叉开关通过开关提供多条数据通路,具有N*N个交叉点的交叉开关可以被认为具有2 N条总线 。假如一个交叉是闭合,输入总线上的数据在输出总线上可用,否则不可用 。交 叉点的闭合与打开由调度器来控制,因此,调度器限制了交换开关的速度 。在共享存贮 器路由器中,进来的包被存贮在共享存贮器中,所交换的仅是包的指针,这提高了交换 容量,但是,开关的速度受限于存贮器的存取速度 。尽管存贮器容量每18个月能够翻一 番,但存贮器的存取时间每年仅降低5%,这是共享存贮器交换开关的一个固有限制 。输出端口在包被发送到输出链路之前对包存贮 。可以实现复杂的调度算法以支持优 先级等要求 。与输入端口一样,输出端口同样要能支持数据链路层的封装和解封装,以 及许多较高级协议 。路由处理器计算转发表,实现路由协议,并运行对路由器进行配置和治理的软件,同时,它还处理那些目的地址不在线卡转发表中的包 。
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