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雖然對于小型系統(tǒng)單級結(jié)構(gòu)的設計相對簡單，成本也相對低，但是它不能滿足下一代Internet擴展的需要。多級結(jié)構(gòu)在操作上較復雜，但是可以擴展到成百上千個端口，這對于下一代Internet核心路由系統(tǒng)是絕對必要的。在多級拓撲結(jié)構(gòu)中，Benes結(jié)構(gòu)是最佳選擇，因為它的系統(tǒng)復雜程度最低，性能好且滿足可擴展的要求。
路由表的快速查找技術(shù)
隨著Internet上計算機數(shù)量的急劇增長,同時用戶對帶寬的需求的不斷增加,使得路由表的快速查找成為目前最需迫切解決的問題。傳統(tǒng)的基于軟件的路由查找策略，如樹或哈希算法，其執(zhí)行過程都是相當慢的，而且與路由表的大小相關(guān)聯(lián)。所以，這些方法只能用于比較小的、性能較低的包轉(zhuǎn)發(fā)應用。
使用路由表壓縮技術(shù)，將路由表按特定的分布規(guī)律壓縮后存放在處理器的高速緩存中，這樣可以大大提高查詢速度。但是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的高度優(yōu)化和壓縮使得路由表的更新需要花費更多的寄存器訪問和處理器周期。當路由表增大時，這個值還會增加。在路由表更新時，輸入的數(shù)據(jù)包必須被緩存或丟棄，降低了路由器的性能。
另外，基于軟件查找和更新路由表的不確定性增加了包傳輸時的抖動，因此必須進行包的緩存，在高速率時還會造成丟包。因此，為了適應網(wǎng)絡的發(fā)展，理想的包轉(zhuǎn)發(fā)方案必須能夠不但保證線速的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)速率，并且要提供足夠大的路由表來滿足下一代的路由設備的需要（在邊界位置應達到512K）。同時它還要能夠以很小的更新時延來處理長時間的突發(fā)路由表更新。盡管通常路由表的更新為每秒幾百次，但瞬間突發(fā)更新則可能會高出很多。
要解決這個問題，目前來看最為有效的辦法是采用專門的協(xié)處理器結(jié)合內(nèi)容尋址寄存器CAM（Content addressable memory）解決方法以及cache解決方法來完成快速路由查找或更新。但是核心路由器需要的轉(zhuǎn)發(fā)表非常大，因此對于核心路由器，cache只是一種輔助的方法，需要有足夠大的cache能把整個轉(zhuǎn)發(fā)表放進去，并且仍然需要快速算法，還可以將邏輯控制器和存儲器集成于單一器件中，以縮短存儲器的訪問時間。
QoS
QoS是服務質(zhì)量（Quality of Service）的縮寫。IP協(xié)議的延遲長且不為定值，丟包造成信號不連續(xù)且失真大使得使用IP傳送多媒體信息的應用受到限制。解決IP網(wǎng)絡對QoS的支持是下一代Internet技術(shù)發(fā)展的主要方向。路由器支持QoS的程度也成為評價路由器性能的主要指標�！ ∧壳癚oS主要有兩種實現(xiàn)框架：IS(Integrated Service)和DiffServ (Differentiated Service)。
IS應用資源預留協(xié)議RSVP( Resource Reservation Protocol)在實時業(yè)務發(fā)送前建立發(fā)送通道并預留資源。它為一個數(shù)據(jù)流通知其所經(jīng)過的每個節(jié)點（IP路由器），與端點協(xié)商為此數(shù)據(jù)流提供資源預留。但RSVP是以每一個數(shù)據(jù)流為協(xié)商服務對象，在網(wǎng)絡流量爆炸性增長的情況下，路由器轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)流個數(shù)急劇增長，路由器已經(jīng)根本不可能再為每個數(shù)據(jù)流進行復雜的資源預留協(xié)議。而且當由于線路繁忙或路由器故障等原因，路由修改時，需要重新進行一次相對耗時RSVP過程。
DiffServ則是一種分散控制策略，它的工作流程是：終端應用設備通過SLA（Service Level Agreement）與邊緣路由器協(xié)商獲得其應用數(shù)據(jù)流可得到保證的服務級別。根據(jù)這個服務級別，邊緣路由器為每個接收到的數(shù)據(jù)包打上級別的標記，而核心路由器則只是根據(jù)每個包的服務級別的標記決定轉(zhuǎn)發(fā)時的調(diào)動行為。
MPLS技術(shù)
多協(xié)議標簽交換MPLS(Multiprotocol Label Switching)技術(shù)是對ATM標記交換和IP路由協(xié)議的有機結(jié)合。
通過MPLS的LDP協(xié)議建立IP的路由表和MPLS的標記轉(zhuǎn)發(fā)表的映射，并根據(jù)映射信息為通過MPLS的網(wǎng)絡的流量建立一條標記交換路徑（LSP）——可采取拓撲驅(qū)動的方式或數(shù)據(jù)驅(qū)動的方式。所謂的拓撲驅(qū)動方式就是給路由表的每一項路由條目建立一條通過MPLS網(wǎng)絡的標記交換路徑，而數(shù)據(jù)驅(qū)動的方式是當數(shù)據(jù)報到達MPLS網(wǎng)絡時才為數(shù)據(jù)報的目的地所在的路由表項建立一條通過MPLS網(wǎng)絡的標記交換路徑。 |
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