路由器原理及常用的路由協(xié)議、路由算法5

5 新一代路由器

由于多媒體等應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)展，以及ATM、快速以太網(wǎng)等新技術(shù)的不斷采用，網(wǎng)絡(luò)的帶寬與速率飛速提高，傳統(tǒng)的路由器已不能滿足人們對(duì)路由器的性能要求。因?yàn)閭鹘y(tǒng)路由器的分組轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)均基于軟件，在轉(zhuǎn)發(fā)過程中對(duì)分組的處理要經(jīng)過許多環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)發(fā)過程復(fù)雜，使得分組轉(zhuǎn)發(fā)的速率較慢。另外，由于路由器是網(wǎng)絡(luò)互連的關(guān)鍵設(shè)備，是網(wǎng)絡(luò)與其它網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的一個(gè)“關(guān)口”，對(duì)其安全性有很高的要求，因此路由器中各種附加的安全措施增加了CPU的負(fù)擔(dān)，這樣就使得路由器成為整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)上的“瓶頸”。

傳統(tǒng)的路由器在轉(zhuǎn)發(fā)每一個(gè)分組時(shí)，都要進(jìn)行一系列的復(fù)雜操作，包括路由查找、訪問控制表匹配、地址解析、優(yōu)先級(jí)管理以及其它的附加操作。這一系列的操作大大影響了路由器的性能與效率，降低了分組轉(zhuǎn)發(fā)速率和轉(zhuǎn)發(fā)的吞吐量，增加了CPU的負(fù)擔(dān)。而經(jīng)過路由器的前后分組間的相關(guān)性很大，具有相同目的地址和源地址的分組往往連續(xù)到達(dá)，這為分組的快速轉(zhuǎn)發(fā)提供了實(shí)現(xiàn)的可能與依據(jù)。新一代路由器，如IP Switch、Tag Switch等，就是采用這一設(shè)計(jì)思想用硬件來實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)發(fā)，大大提高了路由器的性能與效率。

新一代路由器使用轉(zhuǎn)發(fā)緩存來簡(jiǎn)化分組的轉(zhuǎn)發(fā)操作。在快速轉(zhuǎn)發(fā)過程中，只需對(duì)一組具有相同目的地址和源地址的分組的前幾個(gè)分組進(jìn)行傳統(tǒng)的路由轉(zhuǎn)發(fā)處理，并把成功轉(zhuǎn)發(fā)的分組的目的地址、源地址和下一網(wǎng)關(guān)地址（下一路由器地址）放人轉(zhuǎn)發(fā)緩存中。當(dāng)其后的分組要進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，茵先查看轉(zhuǎn)發(fā)緩存，如果該分組的目的地址和源地址與轉(zhuǎn)發(fā)緩存中的匹配，則直接根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)緩存中的下一網(wǎng)關(guān)地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而無(wú)須經(jīng)過傳統(tǒng)的復(fù)雜操作，大大減輕了路由器的負(fù)擔(dān)，達(dá)到了提高路由器吞吐量的目標(biāo)。