【路由器的發(fā)展歷程與趨勢】在路由器技術的發(fā)展歷程中 ， 性能和業(yè)務這兩個因素發(fā)揮著要害作用 。一方面 ， 帶寬和網絡規(guī)模的增長推動著路由器在性能、容量方面斷提升；另一方面 ， 業(yè)務的發(fā)展驅動著路由器更加智能化和具備更強的業(yè)務提供能力 。在這兩項要害因素中 ， 性能因素在路由器發(fā)展的前期起到主導作用 ， 隨著IP網絡和業(yè)務的迅猛發(fā)展 ， 業(yè)務因素或者說是業(yè)務性能在網絡中的價值將起到越來越重要的作用 。
所謂高性能不僅指轉發(fā)的高性能 ， 還包括業(yè)務的高性能和高品質服務 ， 路由器不但要在處理各種業(yè)務時游刃有余 ， 同時轉發(fā)性能也不會出現明顯的下降 。路由器提供的業(yè)務能力不是解決“有”或“無”的問題 ， 而是高品質的業(yè)務保證 。
基于“業(yè)務與性能并重 ， 業(yè)務平滑演進”的設計理念 ， 業(yè)務高性能、集成化、智能化、高可靠、高安全、易使用正成為路由器的發(fā)展趨勢 。
五代歷程：路由器技術體系演進
路由器是TCP/IP網絡中最主要的聯網設備 。TCP/IP是從上世紀70年代中期美國國防部ARPANET技術發(fā)展起來的 ， 美國軍方希望用它來連接不同的局域網和廣域網 ， 以便在遭受戰(zhàn)爭打擊后可以保持網絡連通 。TCP/IP體系結構和技術的開放性使其逐步被眾多的高校、科研機構所采納 ， 并逐步成為一個事實上的標準 。
路由器技術體系的發(fā)展 ， 大致可以劃分為五代：
第一代路由器：集中轉發(fā) ， 總線交換
最初的IP網絡并不大 ， 網關所需連接的設備及其需要處理的負載也很小 。這一時期的網關(路由器)基本上可以用一臺計算機插上多塊網絡接口卡的方式來實現 。接口卡與CPU之間通過內部總線相連 ， CPU負責所有的事務處理 ， 包括路由收集、轉發(fā)處理、設備治理等 。網絡接口在收到報文后 ， 通過內部總線傳遞給CPU ， 由CPU完成所有處理后再從另一個網絡接口傳遞出去 。
這個階段的路由器主要用于企業(yè)或科研機構連接到Internet 。
第二代路由器：集中 分布轉發(fā) ， 接口模塊化 ， 總線交換
由于每個報文都要經過總線送交CPU處理 ， 隨著網絡用戶的增多 ， 網絡流量不斷增大 ， 接口數量、總線帶寬和CPU的瓶頸效應越來越突出 。于是很自然地想到：如何提高網絡接口數量 ， 如何降低CPU、總線的負擔？為了解決這個問題 ， 第二代路由器就在網絡接口卡上進行一些智能化處理 ， 由于網絡用戶通常只訪問少數幾個地方 ， 因此可將少數常用的路由信息采用Cache技術保留在業(yè)務接口卡上 ， 使大多數報文直接通過業(yè)務板Cache的路由表進行轉發(fā) ， 減少對總線和CPU的請求 ， 僅僅對Cache中找不到的報文送交CPU處理 。
第二代路由器的轉發(fā)性能有了較大提升 ， 并可根據具體的網絡環(huán)境提供豐富的連接方式和接口密度 ， 在互聯網和企業(yè)網中都獲得了廣泛應用 。
第三代路由器：分布轉發(fā) ， 總線交換
上世紀90年代出現的Web技術使IP網絡得到了迅猛發(fā)展 ， 用戶的訪問面獲得了極大的拓寬 ， 訪問的地方也不再像過去那樣固定 ， 于是經常出現無法從Cache找到路由的現象 ， 總線、CPU的瓶頸效應再次出現 。另外 ， 由于用戶的增加和路由器接口數量不足引發(fā)的問題也再次暴露出來了 。為了解決這些問題 ， 第三代路由器應運而生 。
第三代路由器采用全分布式結構 ， 路由與轉發(fā)分離 ， 由主控板負責整個設備的治理和路由的收集、計算功能 ， 并將計算出的轉發(fā)表下發(fā)到各業(yè)務板 ， 而各業(yè)務板則根據保存的路由轉發(fā)表獨立地進行路由轉發(fā) 。此外 ， 總線技術也得到了較大的發(fā)展 ， 通過總線 ， 業(yè)務板之間的數據轉發(fā)完全獨立于主控板 ， 實現了并行高速處理 ， 使路由器的處理性能成倍提高 。
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