【圖 寬帶路由器的昨天，今天，明天上】路由器是一種用于連接多個網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 。這些網(wǎng)絡(luò)可以是幾個使用不同協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)（比如互聯(lián)網(wǎng)與局域網(wǎng)），可以是幾個不同網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)（比如大型互聯(lián)網(wǎng)中不同部門的網(wǎng)絡(luò)），當(dāng)數(shù)據(jù)信息從這樣各不相同的一個網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅硗庖粋€網(wǎng)絡(luò)時，其工作就是由路由器來完成 。與網(wǎng)橋不同的是路由器不再工作于網(wǎng)絡(luò)模型中的鏈路層，而是提升的一層工作于網(wǎng)絡(luò)層，即第三層 。由此帶來的好處是，各種不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，大都可以在網(wǎng)絡(luò)層上運行IP協(xié)議，這樣路由器可方便地連接不同類型的網(wǎng)絡(luò) 。而且此時的路由器還可以利用網(wǎng)絡(luò)中定義的IP地址來完成對于每臺電腦的定位，而不是網(wǎng)橋中的物理地址 。采用這種方式的好處在于，由于每個網(wǎng)絡(luò)中的IP地址都是在一定范圍內(nèi)不沖突的、唯一的，路由器就可依此來對各個不同的網(wǎng)絡(luò)來分組進(jìn)行區(qū)別、判定，從而在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連的同時還可保持各自網(wǎng)絡(luò)的獨立性 。這樣用來組建由許多個小型網(wǎng)絡(luò)來互連形成的大型的網(wǎng)絡(luò)或者超大型的網(wǎng)絡(luò)成為了可能 。此外路由器不轉(zhuǎn)發(fā)廣播消息，而把廣播消息限制在各自的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部 。需要發(fā)送到其他網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)會被先被送到路由器進(jìn)行，處理和判定，再由路由器轉(zhuǎn)發(fā)到目的網(wǎng)絡(luò)中的電腦去，這樣網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的情況就得以避免 。
路由器典型作用圖隨著路由器的發(fā)展，路由器的處理性能不光越來越強大，可以連接更大的網(wǎng)絡(luò)，而且加入了多個端口功能，用于連接多個IP子網(wǎng)，加入了治理功能使得智能化程度更高等等，這些都是傳統(tǒng)的網(wǎng)橋所不能比擬的 。所以，隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起，路由器成為了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中比不可少的設(shè)備，成了連接局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的橋梁，被各種局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部之間、局域網(wǎng)絡(luò)與局域網(wǎng)絡(luò)之間以及局域網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)之間連接的樞紐，被稱為“網(wǎng)絡(luò)交警”再合適也不過 。寬帶路由器，多技術(shù)融合的產(chǎn)物按照不同的使用類型進(jìn)行分類，路由器可分為：接入路由器、企業(yè)級路由器、骨干級路由器、太比特路由器這四大類型，其中我們所說的寬帶路由器屬于接入路由器 。它用來連接家庭或ISP內(nèi)的中小型企業(yè)客戶 ?？煞譃檫B接到互聯(lián)網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備的WAN端口和連接到局域網(wǎng)或者電腦的LAN端口 。思科早期的2500路由器最初的寬帶路由器其實可以看做是一臺功能簡化，但一方面功能更加專一的電腦主機(jī)，當(dāng)然它沒有硬盤，光驅(qū)，顯卡，聲卡這類設(shè)備，而僅僅是由通用CPU（如英特爾公司的x86或者其它RISC精簡指令集處理器）、內(nèi)存、專用的主板和多個網(wǎng)絡(luò)控制器等網(wǎng)絡(luò)主機(jī)所必需的方面組成 。其操作系統(tǒng)是固化在ROM之中，雖然功能單一，但確能出色的完成路由這一重要的任務(wù)，而且相對電腦而言，穩(wěn)定性也大有增強 。大量生產(chǎn)的前提下，路由器的價格比起能夠?qū)崿F(xiàn)這樣電腦，便宜了很多，因此組建發(fā)展成一種專用的網(wǎng)絡(luò)硬件產(chǎn)品 。但技術(shù)是日益進(jìn)步的，隨著路由器的發(fā)展，其產(chǎn)生了單總線單CPU結(jié)構(gòu)、單總線主從CPU結(jié)構(gòu)、單總線對稱式多CPU結(jié)構(gòu)；多總線多CPU結(jié)構(gòu)、共享內(nèi)存式結(jié)構(gòu)、交叉開關(guān)體系結(jié)構(gòu)和基于機(jī)群系統(tǒng)價格，等多種路由器的架構(gòu)類型，使其能夠滿足越來越大的網(wǎng)絡(luò)需求 。但從硬件架構(gòu)來看還是和電腦主機(jī)的架構(gòu)十分相似 。寬帶路由器對性能的要求一般不太高，功能也較為的單一，因此大都使用了價格便宜的單總線單CPU結(jié)構(gòu)即可滿足，該架構(gòu)包括了共享的中心總線、CPU、內(nèi)存、ROM以及掛在共享總線上的多個網(wǎng)絡(luò)物理端口所組成 。共享的中心總線能夠在同一總線上傳輸多種數(shù)據(jù)信號，具有結(jié)構(gòu)簡單，通用性強，價格便宜的優(yōu)點，普通的交換機(jī)同樣也是使用了共享的中心總線來完成數(shù)據(jù)交換的任務(wù)，所以在寬帶路由器上，用此種總線方式附加提供需求不高的交換機(jī)功能也是十分輕易的 。總線的帶寬也在一定程度上決定了路由器的處理性能，由于總線信號是通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的背板傳輸?shù)? 所以一般廠商都也常將共享中心總線的帶寬以背板帶寬的方式進(jìn)行表示 。寬帶路由器中的CPU具備嵌入式處理器和通用處理器兩種不同的類型 。通用處理器性能強大，通用強，并能實現(xiàn)多路并行處理等豐富的功能，因此經(jīng)常在大型的路由器中能夠看到它的身影，如：奔騰系列、Alpha、Power、PA-RISC、UltrASParc等，其實就是個人電腦或者服務(wù)器中采用的處理器，但缺點是價格昂貴，而且設(shè)計起來復(fù)雜，價格也居高不下，因此在寬帶路由器中使用明顯不合適 。這樣嵌入式處理器就憑借架構(gòu)簡單、功耗低、價格便宜的優(yōu)點，成為了寬帶路由器的選擇，x86、ARM7、ARM9、MIPS、RDC等都是這樣的CPU，當(dāng)然他們也具有一定的通用性，可適用于手機(jī)、打印機(jī)、家用電器等產(chǎn)品上 。基于ARM7技術(shù)授權(quán)的嵌入式處理器內(nèi)存則是用于存儲CPU運算運算所需的數(shù)據(jù)和放置路由表等，因此對于處理器能力強大，連接網(wǎng)絡(luò)用戶較多的寬帶路由器來說，對于內(nèi)存的需求也就越大，在面向多用戶的寬帶路由器中，配備128MB以上的容量常事 。而寬帶路由器中的ROM則一般是由Flash、EEPROM這類芯片所組成，它主要用來是用來存放寬帶路由器的專用的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，自然產(chǎn)品功能多、用戶界面花哨的放寬帶路由器，其ROM容量也較大，同時該ROM還可通過程序來進(jìn)行升級，來解決Bug及提升功能和性能 。物理端口則決定了寬帶路由器能夠適用那些網(wǎng)絡(luò)類型，它分為面向外網(wǎng)的WAN端口和面向內(nèi)網(wǎng)的LAN端口 。WAN端口一般可提供，諸如SLIP、PPP、PPPoE、PPPoA等多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持，以方便多種方式的寬帶接入方式，同時通過軟件可實現(xiàn)，自動撥號等實用的功能 。而LAN端口則用于連接到局域網(wǎng)內(nèi)，一般還可提供多個LAN端口，實現(xiàn)簡單的交換機(jī)功能 。可以看出寬帶路由器屬于路由器的低端產(chǎn)品，其功能相對單一，能夠治理的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點也很有限 。其結(jié)構(gòu)上是借鑒電腦和交換機(jī)的產(chǎn)物，而鑲?cè)胧降能浖到y(tǒng)也來源于電腦，因此它是結(jié)合了多種技術(shù)在內(nèi)的綜合硬件產(chǎn)品，其功能和性能也比較全面，同時可以擁有很高的智能度 。
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