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路由器的概念、功能及發(fā)展趨勢(shì)( 二 )

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①硬件體系結(jié)構(gòu)
路由器的硬件體系結(jié)構(gòu)大致經(jīng)歷了6次變化 ， 從最早期的單總線、單CPU結(jié)構(gòu)發(fā)展到單總線、多CPU再到多總線多CPU 。到現(xiàn)在 ， 高速IP路由器中多借鑒ATM的方法 ， 采用交叉開關(guān)方式實(shí)現(xiàn)各端口之間的線速無(wú)阻塞互連 。高速交叉開關(guān)的技術(shù)已經(jīng)十分成熟 ， 在ATM和高速并行計(jì)算機(jī)中早已得到廣泛應(yīng)用 ， 市場(chǎng)上可直接購(gòu)買到的高速交叉開關(guān)的速率就高達(dá)50Gbps 。伴隨著高速交叉開關(guān)的引入 ， 也同時(shí)引入了一些相應(yīng)的技術(shù)問(wèn)題 ， 非凡是針對(duì)IP多播、廣播以及服務(wù)質(zhì)量（QoS） ， 采用成熟的調(diào)度策略和算法 ， 這些問(wèn)題都得到了很好的解決 。
②ASIC技術(shù)
這些年 ， 出于成本和性能的考慮 ， ASIC應(yīng)用得越來(lái)越廣泛 ， 幾乎是言必稱ASIC 。在路由器中要極大地提高速度 ， 首先想到的也是ASIC 。有的用ASIC做包轉(zhuǎn)發(fā) ， 有的用ASIC查路由 ， 并且查找IPv4路由的ASIC芯片已經(jīng)開始上市銷售 。在ASIC蓬勃發(fā)展、大量應(yīng)用的潮流中 ， 有一動(dòng)向值得注重 ， 這就是所謂可編程ASIC的出現(xiàn) ， 這恐怕也是網(wǎng)絡(luò)本身日新月異所導(dǎo)致的一種結(jié)果 。由于ASIC的設(shè)計(jì)生產(chǎn)投入相當(dāng)大 ， 一般來(lái)說(shuō) ， ASIC只用于已完全標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程 ， 而網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和協(xié)議又變化相當(dāng)快 ， 因此相應(yīng)地在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備這一領(lǐng)域 ， 出現(xiàn)了奇異的“可編程ASIC” 。目前 ， 有兩種類型的所謂“可編程ASIC” 。一種以3COM公司的FIRE（ Flexible Intelligent Routing Engine）芯片為代表 ， 這顆ASIC芯片中內(nèi)嵌了一顆CPU ， 因此具有一定的靈活性；另一種以Vertex Networks的HISC專用芯片為代表 ， 該芯片是一顆專門為通信協(xié)議處理的CPU ， 其體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)專門適應(yīng)協(xié)議處理 ， 通過(guò)改寫微代碼 ， 可使這顆專用芯片具有處理不同協(xié)議的能力 ， 以適應(yīng)類似從IPv4到IPv6的變化 。
③3層交換
這是協(xié)議處理過(guò)程的一次革命性突破 ， 也是現(xiàn)在GSR和TSR名稱的來(lái)源 。自從名不見經(jīng)傳的Ipsilon公司在1994年推出“一次路由 ， 然后交換”的IP Switch技術(shù)之后 ， 各大公司紛紛推出自己專有的3層交換技術(shù) 。如Cisco的Tag Switch、3Com的Label Switch等 。綜合這些專有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) ， IETF終于在1998年推出了性能優(yōu)越的多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS） 。
④IP over SDH ， IP over DWDM
這方面的技術(shù)進(jìn)展完全源于光纖通信技術(shù)的進(jìn)展 。隨著IP的核心地位逐漸被認(rèn)同 ， IP over ATM ， 然后ATM over SDH的方式被IP直接over SDH的方式取代 。SDH采用時(shí)分復(fù)用的方式承載多路數(shù)據(jù) 。因此在核心網(wǎng)中需大量采用復(fù)用器交叉連接器 ， DWDM（密集波分復(fù)用）使得一根光纖上可用不同的波長(zhǎng)傳送多路信號(hào) 。
服務(wù)質(zhì)量更好
前面所述的路由器在速度上的提高仍只不過(guò)是為了適應(yīng)數(shù)據(jù)流量的急劇增加 。而路由器發(fā)展趨勢(shì)更本質(zhì)、更深刻的變化是：以IP為基礎(chǔ)的包交換數(shù)據(jù)將在未來(lái)幾年內(nèi)迅速取代已發(fā)展了近百年的電路交換通信方式 ， 成為通信業(yè)務(wù)模式的主流 。這意味著 ， IP路由器不僅要提供更快的速度以適應(yīng)急劇增長(zhǎng)的傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)流量 ， 而且IP路由器也將逐步提供原電信網(wǎng)絡(luò)所提供的種種業(yè)務(wù) 。但是傳統(tǒng)的IP路由器并不關(guān)心也不知道IP包的業(yè)務(wù)類型 ， 一般只是按先進(jìn)先出的原則轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包 ， 語(yǔ)音電話、實(shí)時(shí)視頻、因特網(wǎng)瀏覽等各種業(yè)務(wù)類型的數(shù)據(jù)都被不加區(qū)分地對(duì)待 。
由此可見 ， IP路由器要想提供包括電信、廣播在內(nèi)的所有業(yè)務(wù) ， 提高服務(wù)質(zhì)量（QoS）是其要害 。這也正是目前各大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商（包括Cisco ， 3Com ， Nortel等）所努力推進(jìn)的方向 。各大廠商新推出的高、中、低檔路由器中都不同程度地支持QoS ， 如Cisco的最高檔12000系列 ， 從硬件和軟件協(xié)議兩方面都對(duì)QoS有很強(qiáng)的支持 ， 而其新推出的低端產(chǎn)品2600系列也支持語(yǔ)音電話這樣的新業(yè)務(wù)應(yīng)用 。事實(shí)上 ， QoS不僅是路由器的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì) ， 以路由器為核心的整個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)都在朝這個(gè)方向發(fā)展 。

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