路由器技術綜述

在當今信息化社會中，人們對數(shù)據(jù)通信的要求日益增加。路由器作為IP網的核心設備，其技術已成為當前信息產業(yè)的關鍵技術。

什么是路由器

路由器是工作在OSI參考模型第三層——網絡層的數(shù)據(jù)包轉發(fā)設備。路由器通過轉發(fā)數(shù)據(jù)包來實現(xiàn)網絡互連。雖然路由器可以支持多種協(xié)議（例如TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等協(xié)議），但是在我國絕大多數(shù)路由器運行TCP/IP協(xié)議。

路由器通常連接兩個或多個由IP子網或點到點協(xié)議標識的邏輯端口，至少擁有1個物理端口。路由器根據(jù)收到數(shù)據(jù)包中的網絡層地址以及路由器內部維護的路由表決定輸出端口以及下一跳地址，并且重寫鏈路層數(shù)據(jù)包頭實現(xiàn)轉發(fā)數(shù)據(jù)包。

路由器通常動態(tài)維護路由表來反映當前的網絡拓撲。路由器通過與網絡上其他路由器交換路由和鏈路信息來維護路由表。

路由器是連接IP網的核心設備。

路由器的分類

當前路由器分類方法各異。各種分類方法有一定的關聯(lián)，但是并不完全一致。

從能力上分，路由器可分高端路由器和中低端路由器。各廠家劃分并不完全一致。通常將背板交換能力大于40G的路由器稱為高端路由器，背板交換能力40G以下的路由器稱為中低端路由器。以市場占有率最大的Cisco公司為例，12000系列為高端路由器，7500以下系列路由器為中低端路由器。

從結構上分，路由器可分為模塊化結構與非模塊化結構。通常中高端路由器為模塊化結構，低端路由器為非模塊化結構。

從網絡位置劃分，路由器可分為核心路由器與接入路由器。核心路由器位于網絡中心，通常是使用高端路由器。要求快速的包交換能力與高速的網絡接口，通常是模塊化結構。接入路由器位于網絡邊緣，通常使用中低端路由器。要求相對低速的端口以及較強的接入控制能力。

從功能分，路由器可分為通用路由器與專用路由器。一般所說的路由器為通用路由器。專用路由器通常為實現(xiàn)某種特定功能對路由器接口、硬件等作專門優(yōu)化。例如接入服務器用作接入撥號用戶，增強PSTN接口以及信令能力；VPN路由器增強隧道處理能力以及硬件加密；寬帶接入路由器強調寬帶接口數(shù)量及種類。

從性能上分，路由器可分為線速路由器以及非線速路由器。通常線速路由器是高端路由器，能以媒體速率轉發(fā)數(shù)據(jù)包；中低端路由器是非線速路由器。但是一些新的寬帶接入路由器也有線速轉發(fā)能力。

路由器分類方法還有很多，并且隨著路由器技術的發(fā)展，可能會出現(xiàn)越來越多的分類方法。

路由器功能

路由器通常實現(xiàn)下列基本功能：

實現(xiàn)IP、TCP、UDP、ICMP等互聯(lián)網協(xié)議。

連接到兩個或多個數(shù)據(jù)包交換的網絡。對每個連接到的網絡，實現(xiàn)該網絡所要求的功能。這些功能包括：

IP數(shù)據(jù)包封裝到鏈路層幀或從鏈路層幀中取出IP數(shù)據(jù)包。

按照該網絡所支持的最大數(shù)據(jù)包大小發(fā)送或接收IP數(shù)據(jù)報。該大小是網絡最大傳輸單元（MTU）。

將IP地址與相應網絡的鏈路層地址相互轉換。例如將IP地址轉換成以太網硬件地址。

實現(xiàn)網絡支持的流量控制和差錯指示。

接收及轉發(fā)數(shù)據(jù)包，在收發(fā)過程中實現(xiàn)緩沖區(qū)管理、擁塞控制以及公平性處理。

出現(xiàn)差錯時辨認差錯并產生ICMP差錯及必要的差錯消息。

丟棄生存時間（TTL）域為0的數(shù)據(jù)包。

必要時將數(shù)據(jù)包分段。

按照路由表信息，為每個IP數(shù)據(jù)包選擇下一跳目的地。

支持至少一種內部網關協(xié)議（IGP）與其他同一自治域中路由器交換路由信息及可達性信息。支持外部網關協(xié)議（Exterior Gateway Protocol，EGP）與其他自治域交換拓撲信息。

提供網絡管理和系統(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

路由器軟件

路由器技術中最核心的技術是軟件技術。路由軟件是最復雜的軟件之一。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中所占的重要地位。