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什么是路由器?
具有路由,转发机制的网络设备。
什么是路由,什么是转发?
决定数据包从来源端到目的端所经过的路由路径 (host到host之间的佳传输路径),这个过程称为路由。
将路由器输⼊端的数据包移送至适当的路由器输出端(在路由器内部进行)这个过程称为转发。
路由器的基本工作原理
在网络层使用路由方式转发数据包,实现异种网络的互连。
路由器的发展阶段
第一代:固定接口,集中转发。
满足低速网络互联需求,集中式转发,处理能力是最大的瓶颈;接口种类少,固定配置。
第二代:集中转发,模块化接口。
满足低速网络互联需求;接口种类多,配置灵活,集中式转发,一次查表多次路由,直接在网卡层面处理数据包,网卡自带内存与cache,数据不经过cpu与内存,直接走系统总线。处理能力依然是最大瓶颈。
第三代:分布式软件转发。
分布式转发,处理能力较强,接口种类多,配置灵活,交换结构路由层面与转发层面分开。共享总线的容量直接限制了路由器的吞吐率,成为系统无法避免的瓶颈。
第四代:基于asic与交换矩阵
IP处理能力出现突破,端口丰富且容量大,实现了无阻塞交换,接口拥有cam芯片,不依赖于网卡。但对QOS,MPLS VPN,组播,IPV6的支持能力较弱。
第五代:全业务路由器
集成了众多功能的路由设备,具有高性能NP芯片,线速转发,拥有物理层处理链路层处理,合法性检查,表查找,流分类处理,QOS处理,入队列处理,切片处理等功能,实现了高速无阻塞交换,支持组播交换。
第六代:多级交换网结构路由器。
多级交换结构、严格意义上的无阻塞结构,由多个交换单元互连起来,多级结构在操作上较复杂,但是可以扩展到成百上千个端口,这对于下一代 Internet核心路由系统是绝对必要的。
NP与ASIC的比较
性能更高:内部集成数十个CPU及硬件协处理器,硬件加速器,在实现复杂的拥塞管理,队列调度等QOS功能前提下,仍能保持线速转发,实现“硬转发”;
扩展更灵活:预留的用户接口可编程,扩展灵活;业务支持能力强;对新的增值业务(MPLS,QOS,组播等)迅速支持;
管理灵活,开发方便,大大缩短了二次开发周期;预留IPv6接口,可通过软件平滑升级
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