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路由器技術(shù)綜述( 二 )

云知道


提供網(wǎng)絡(luò)治理和系統(tǒng)支持機制，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等 。
路由器技術(shù)
路由器軟件
路由器技術(shù)中最核心的技術(shù)是軟件技術(shù) 。路由軟件是最復(fù)雜的軟件之一 。有些路由軟件運行在UNIX操作系統(tǒng)上，有些路由軟件運行在嵌入式操作系統(tǒng)上，甚至有些軟件為提高效率，本身就是操作系統(tǒng) 。全球最大的路由器生產(chǎn)廠家Cisco公司曾一度宣稱是一個軟件公司，可見路由器軟件在路由器技術(shù)中所占的重要地位 。
路由器軟件一般實現(xiàn)路由協(xié)議功能、查表轉(zhuǎn)發(fā)功能和治理維護(hù)等其他功能 。由于互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模龐大，運行在互聯(lián)網(wǎng)上路由器中的路由表非常巨大，可能包含幾十萬條路由 。查表轉(zhuǎn)發(fā)工作可想而知非常繁重 。在高端路由器中上述功能通常由ASIC芯片硬件實現(xiàn) 。
路由軟件的高復(fù)雜性另一方面體現(xiàn)在高可靠性、高可用性以及魯棒性 。實現(xiàn)路由軟件的功能并不復(fù)雜，在免費共享軟件中我們甚至可以得到路由協(xié)議和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的實現(xiàn)源碼 。但是難點在于需要該軟件每年365天，天天24小時高效可靠地運行 。
在路由器研制過程中，可以通過購買商用源碼等形式迅速實現(xiàn)路由器 。但是通常認(rèn)為路由器軟件需要一年甚至兩年的時間來穩(wěn)定 。
可編程ASIC
ASIC芯片是專用集成電路，是當(dāng)前路由器實現(xiàn)線速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的的核心技術(shù) 。可編程ASIC將多項功能集中到一個芯片上，具有設(shè)計簡單、可靠性高、電源消耗少等優(yōu)點，能使設(shè)備得到更高的性能和更低的成本 。
通過ASIC芯片的使用，還可以增加設(shè)備端口密度 。使用ASIC芯片的端口密度是使用通用芯片時端口密度的數(shù)倍 。
可編程ASIC芯片的設(shè)計是當(dāng)前高性能路由器實現(xiàn)的硬件保證 。
路由器接口
路由器接口用作將路由器連接到網(wǎng)絡(luò)，可以分為局域網(wǎng)接口及廣域網(wǎng)接口兩種 。局域網(wǎng)接口主要包括以太網(wǎng)(10M、100M和1000M以太網(wǎng))、令牌環(huán)、令牌總線、FDDI等網(wǎng)絡(luò)接口 。廣域網(wǎng)主要包括E1/T1、E3/T3、DS3、通用串行口（可轉(zhuǎn)換成X.21 DTE/DCE、V.35 DTE/DCE、RS232 DTE/DCE、RS449 DTE/DCE、EIA530 DTE）ATM接口、POS接口等網(wǎng)絡(luò)接口 。
當(dāng)前路由器接口技術(shù)較成熟，難點在于高密度接口板的設(shè)計與制作和高速接口（大于/等于2.5Gbps）的實現(xiàn) 。
路由協(xié)議
路由器路由協(xié)議的實現(xiàn)是路由器軟件中重要組成部分 。路由協(xié)議用作建立以及維護(hù)路由表 。路由表用于為每個IP包選擇輸出端口或下一跳地址 。開放的路由協(xié)議主要包含RIP/RIPv2、OSPF、IS－IS和BGP4 。
RIP/RIPv2、OSPF和IS－IS作為域內(nèi)路由協(xié)議，一般用在AS(自治系統(tǒng))內(nèi)部，用于在AS內(nèi)部計算以及交換網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性消息 。RIP/RIPv2是距離向量路由協(xié)議，一般用于企業(yè)內(nèi)部小規(guī)模網(wǎng)絡(luò) 。OSPF和IS－IS協(xié)議原理和實現(xiàn)都類似，是鏈路狀態(tài)協(xié)議，一般用于大規(guī)模企業(yè)網(wǎng)或運營商網(wǎng)絡(luò) 。
BGP4協(xié)議基于距離向量，是當(dāng)前AS間路由協(xié)議的唯一選擇 。通常BGP交換大量網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性消息，是IP網(wǎng)上重要協(xié)議 。
路由協(xié)議的實現(xiàn)與路由器軟件要求相似，需要實現(xiàn)高可靠、高穩(wěn)定、魯棒性以及安全性 。路由器性能
路由器性能通常主要包含如下內(nèi)容：
背板能力：通常指路由器背板容量或者總線能力 。
吞吐量：指路由器包轉(zhuǎn)發(fā)能力 。
丟包率：指路由器在穩(wěn)定的持續(xù)負(fù)荷下由于資源缺少在應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包中不能轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包所占比例 。
轉(zhuǎn)發(fā)時延：指需轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包最后一比特進(jìn)入路由器端口到該數(shù)據(jù)包第一比特出現(xiàn)在端口鏈路上的時間間隔 。
路由表容量：指路由器運行中可以容納的路由數(shù)量 。

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