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談路由器的基本功能和四個技術進展

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當前，互聯網已成為部分人生活中不可或缺的一部分，影響到他們生活的方方面面 。沒有互聯網的生活會有很多不便之處 。互聯網是依靠路由器連接起來的，路由器是互聯網或者說IP網絡的核心設備 。而路由器技術的進步對于互聯網的發(fā)展無疑具有非常大的影響 。
隨著科技的進步以及面臨的新形勢，IP網絡需要新的特性 。隨之而來的是網絡對路由器設備的新需求 。
路由器的基本功能
通常來說，路由器必須實現下列基本功能：
一是實現基本的互聯網協(xié)議，包括IP、ICMP以及其它相關的協(xié)議 。二是對每個所連接的網絡，路由器必須實現該網絡所要求的功能 。這些功能通常包括：IP數據包的封裝/解封裝 。根據該網絡所支持的最大數據包大小發(fā)送或接收IP數據包 。該最大數據包大小是網絡最大傳輸單元（MTU） 。將IP地址與相應網絡的鏈路層地址相互轉換 。例如將IP地址轉換成以太網硬件地址 。響應網絡支持的流量控制和差錯指示 。三是接收及轉發(fā)數據包，并負責緩沖區(qū)治理，擁塞控制以及轉發(fā)的公平性，包括應能辨認差錯狀態(tài)，并按要求產生ICMP差錯消息；丟棄生存時間（TTL）域為0的數據包；當下一網絡MTU較小時將數據包分段等 。
此外，還包括按照路由表信息，為每個IP數據包選擇下一跳目的地；支持內部網關協(xié)議與其它同一自治域中路由器交換路由信息及可達性信息，支持外部網關協(xié)議與其它自治域交換拓撲信息；提供系統(tǒng)網絡治理和控制機制，包括存儲/上載配置、診斷、升級、狀態(tài)報告、異常情況報告及控制；提供物理層傳輸接口和適配功能；提供組播功能；提供擁塞控制功能；提供同步和定時功能；提供包數、字節(jié)數、端口、業(yè)務類型等信息統(tǒng)計功能等 。
由于近年來IP網絡的廣泛使用以及上述網絡與業(yè)務的新需求，路由器設備有了新的進展 。主要進展包括以下幾個方面：
接口趨向高速化
隨著技術的進步，路由器成為IP網/互聯網的核心設備 。路由器需要越來越高速的接口來構造寬帶骨干網 。近年來路由器的局域網接口從10M/100M以太網接口發(fā)展到千兆以太網接口，當前已出現10G以太網接口 。廣域網接口從N×64k到2M，當前可選155M接口、2.5G接口以及10G接口 。千兆以太網以及10G以太網也走出局域網范圍，可以在城域網范圍使用 ?？傮w來看，2004年度接口高速化的主要體現是10GPOS接口和10G以太網接口的廣泛商用 。當前40G接口尚不多見 。廠家主要努力方向為增加10G端口密度，實現單接口卡4個10G端口，單機64個10G端口 。
交換能力趨向海量化
最初路由器的實現是基于總線交換分組，交換能力通常很小 。一般等效背板交換能力為幾百兆到幾個G 。隨著技術的進步，出現基于交叉矩陣、共享內存實現的路由器 。代表產品主要是思科的12000系列G比特路由器，一般等效背板交換能力為160G、320G或者640G 。
2004年度路由器容量增長的主要體現在于T比特路由器的出現 。當前由于10G端口密度較小，40G端口基本沒有商用，單機真正實現T比特交換容量的設備很少 。大多數廠家都在向集群實現T比特交換能力的方向努力 。主流廠商例如思科、Juniper、華為、港灣都推出集群實現T比特路由交換的方案 。
多業(yè)務支持
路由器對MPLS的支持以及對三層VPN和二層VPN的支持在前幾年都已實現，但是在2004年度對MPLS和VPN的需求得到進一步明確和增強 。在本年度運營商路由器選型中人們都不約而同地將MPLS和VPN作為重點 。相應在各個設備提供上也都將MPLS與VPN作為設備重要賣點 。總體來看，雖然IP網絡與業(yè)務分離，但是運營商非常關注能夠直接在網絡設備上開展能夠直接從企業(yè)獲取利潤的VPN業(yè)務 。因此為滿足運營商的需求，路由器設備在VPN業(yè)務的支持上已成為當前趨勢 。

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