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在目前的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，受到投入成本和傳輸速度等因素的影響，還是以有線網(wǎng)絡(luò)居多。而路由器是局域網(wǎng)連接外部網(wǎng)絡(luò)的重要橋梁，是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中不可或缺的重要部件，也是網(wǎng)絡(luò)安全的前沿關(guān)口，提高其性能就顯得非常重要。
在目前的路由器設(shè)備當(dāng)中，越來(lái)越多的功能以硬件方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，CMOS集成技術(shù)的提高使很多功能可以在專用集成電路（ASIC）芯片上實(shí)現(xiàn)，原來(lái)由軟件實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在可由硬件更快、成本更低地完成，大大提高系統(tǒng)性能。分布式處理技術(shù)在路由器中采用，極大地提高了路由器的路由處理能力和速度。逐漸拋棄易造成擁塞的共享式總線，開始普遍采用交換式路由技術(shù)，在交換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取巨型計(jì)算機(jī)內(nèi)部互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)或引入光交換結(jié)構(gòu)。另外路由表的快速查尋技術(shù)，QoS保證以及采用MPLS技術(shù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，在路由器中引入光交換等方面也逐漸受到人們的重視。
ASIC技術(shù)
由于廠商需要降低成本，ASIC技術(shù)在路由器中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在路由器中，要極大地提高速度，首無(wú)想到的是ASIC， ASIC可以用作包轉(zhuǎn)發(fā)、查路由，并且目前已經(jīng)有專門用來(lái)查找IPV4路由的商用ASIC芯片。ASIC技術(shù)的應(yīng)用使路由器內(nèi)的包轉(zhuǎn)發(fā)速度和路由查找速度有顯著的提高。
高速路由器將路由計(jì)算、控制等非實(shí)時(shí)任務(wù)同數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等實(shí)時(shí)任務(wù)分開,由不同部分完成。路由計(jì)算、控制等非實(shí)時(shí)任務(wù)由CPU運(yùn)行軟件來(lái)完成, 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等實(shí)時(shí)任務(wù)由專門的ASIC硬件來(lái)完成。自1997年下半年以來(lái),一些公司開始陸續(xù)推出采用專用集成電路(ASIC)進(jìn)行路由識(shí)別、計(jì)算和轉(zhuǎn)發(fā)的新型路由器,轉(zhuǎn)發(fā)器負(fù)責(zé)全部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。這種路由器用硬件按照時(shí)鐘的節(jié)拍實(shí)現(xiàn)逐個(gè)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā),實(shí)現(xiàn)線速轉(zhuǎn)發(fā)。
ASIC技術(shù)的進(jìn)展意味著更多的功能可移向硬件，提高了性能水平，增加了功能。與軟件執(zhí)行相比，ASIC的性能是后者的3倍。但是全硬件化的路由器使用起來(lái)缺乏靈活性，且冒一定的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)規(guī)范仍在不斷演變過(guò)程中，于是出現(xiàn)了可編程ASIC�？删幊藺SIC是ASIC的發(fā)展趨勢(shì)，因?yàn)樗赏ㄟ^(guò)改寫微碼來(lái)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和協(xié)議的變化。目前，有兩種類型的可編程ASIC：一種以3Com公司的FIRE（Flexible Intelligent Routing Engine）芯片為代表；另一種以Vertex Networks的HISC專用芯片為代表，這顆芯片是一顆專門為通信協(xié)議處理而設(shè)計(jì)的CPU，通過(guò)改寫微碼，使芯片具有處理不同協(xié)議的能力。
分布式處理技術(shù)
最初的路由器采用了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，包括共享中央總線、中央CPU、內(nèi)存及掛在共享總線上的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)物理接口。接口卡通過(guò)總線將報(bào)文上送CPU，CPU完成路由計(jì)算、查表、做轉(zhuǎn)發(fā)決定處理，然后又經(jīng)總線送到另一個(gè)物理接口發(fā)送出去。這種單總線單CPU的主要局限是處理速度慢，一顆CPU完成所有的任務(wù)，從而限制了系統(tǒng)的吞吐量。另外，系統(tǒng)容錯(cuò)性也不好，CPU若出現(xiàn)故障容易導(dǎo)致系統(tǒng)完全癱瘓。這一切都造成傳統(tǒng)路由器的轉(zhuǎn)發(fā)性能很難有大的提高。
現(xiàn)代的路由器采取對(duì)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)采用分布式處理，可以插多個(gè)線路處理板，每個(gè)線路板獨(dú)立完成轉(zhuǎn)發(fā)處理工作，即做到在每個(gè)接口處都有一個(gè)獨(dú)立CPU，專門單獨(dú)負(fù)責(zé)接收和發(fā)送本接口數(shù)據(jù)包，管理接收發(fā)送隊(duì)列、查詢路由表并做出轉(zhuǎn)發(fā)決定等。通過(guò)核心交換板實(shí)現(xiàn)板間無(wú)阻塞交換，即一個(gè)板上輸入的報(bào)文經(jīng)過(guò)尋路后可以象通過(guò)導(dǎo)線直連那樣，被交換到另一個(gè)板上輸出，實(shí)現(xiàn)包交換，其整機(jī)吞吐量可以成倍擴(kuò)充。而主控CPU僅完成路由器配置控制管理等非實(shí)時(shí)功能。這種體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是本地轉(zhuǎn)發(fā)/過(guò)濾數(shù)據(jù)包的決定由每個(gè)接口處理的專用CPU來(lái)完成，對(duì)數(shù)據(jù)包的處理被分散到每塊接口卡上。線路板上有專用芯片完成二層、三層乃至四層的轉(zhuǎn)發(fā)處理工作，硬件實(shí)現(xiàn)使轉(zhuǎn)發(fā)能夠達(dá)到線速（高速端口所連接線路的速率），達(dá)到了電路交換那樣的性能，使路由器不會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸。
然而，單總線結(jié)構(gòu)路由器存在一個(gè)最大缺陷就是一次只能有一個(gè)分組從入口交換到出口。如果能在入口和出口之間有多條數(shù)據(jù)傳輸通路，則能解決這種問(wèn)題，同時(shí)大大提高系統(tǒng)的吞吐率。基于這種想法，同時(shí)借鑒ATM交換機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，提出了如圖3所示的基于交換機(jī)結(jié)構(gòu)的新一代路由器體系結(jié)構(gòu)。 本新聞共 4頁(yè),當(dāng)前在第 1頁(yè) 1 2 3 4 |
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