计算机网络--路由器的主要技术
计算机网络 路由器的主要技术
路由器发展到今天，已经成为一种成熟网络产品，应用于路由器上的新技术也在不断涌
现出来。下面我们主要来了解一下路由器的硬件技术和软件技术。
1．路由器硬件技术
路由器技术是结合现代通信、计算机、网络、微电子芯片等先进技术。目前，对于提高
路由器性能起关键作用的几项主要技术：一是越来越多的功能以硬件方式来实现。二是在路
由器中采用分布式处理技术，极大地提高了路由器的路由处理能力和速度；三是普遍采用交
换式路由技术，在交换结构设计中采取巨型计算机内部互连网络的设计或引入光交换结构。
硬件体系结构
最初的路由器采用了传统计算机体系结构，包括共享中央总线、中央 CPU、内存及挂在
共享总线上的多个网络物理接口。这种单总线单 CPU 的主要局限是处理速度慢，一颗 CPU
完成所有的任务，从而限制了系统的吞吐量。另外，系统容错性也不好，CPU 若出现故障容
易导致系统完全瘫痪。
目前，路由器采用分布式处理技术对报文进行转发，可以插多个线路处理板，每个线路
板独立完成转发处理工作，即做到在每个接口处都有一个独立 CPU，专门单独负责接收和发
送本接口数据包，管理接收发送队列、查询路由表并做出转发决定等。通过核心交换板实现
板间无阻塞交换，而主控 CPU 仅完成路由器配置控制管理等非实时功能。
同时借鉴 ATM 交换机结构的方法，采用交换开关方式实现各端口之间的线速无阻塞互
连。在 ATM 交换机和高速交行计算机中广泛应用，市场上可直接买到高速交换开关速率就
高达 50Gbps 的设备。
ASIC 技术
由于 ASIC 技术不断的成熟，且厂商需要降低成本，所以 ASIC 技术在路由器中得到了越
来越广泛的应用。在路由器中，要极大地提高速度，首先想到的是 ASIC。ASIC 可以用作包
转发、查找路由，并且已经有专门用来查找 IPV4 路由的商用 ASIC 芯片。
一般来说，ASIC 只用于已完全标准化的处理，而网络的结构和协议变化频繁，因此在
网络设备中，出现了“可编程 ASIC”。目前，有两种类型的“可编程 ASIC”，一种以 3Com 公
司为主的 FIRE（Flexible Intelligent Routing Engine）芯片为代表。另一种以 Vertex Networks
的 HISC 专用芯片为代表，这颗芯片是一颗专门为通信协议处理而设计的 CPU，通过改写微
码，可使这颗专用芯片具有同协议的能力。
三层交换
自从 Ipsilon 在 1994 年推出一次路由再交换 IP Switching 技术之后，各大公司纷纷推出
了各自专有的三层交换技术，在综合所有三层交换技术优势之后，IETF 终于在 1998 年推出
了性能优越的多协议标记交换（MPLS）。与“一次路由再交换”技术相比，MPLS 多网络结
构这一更高层次来考虑三层交换技术。
2．路由器软件技术
路由器除了在硬件方面所采取的技术外，在软件方面同样具有许多先进技术。例如，路
由表的快速查寻技术，QoS 保证以及采用 MPLS 技术优化未来网络，VPN 网络等。
VPN 技术
VPN（Virtual Private Network）的中文名为“虚拟专用网”，它是路由器具有的重要技术
之一。VPN 是指在公用网络上建立虚拟私有网，并且包括专用 VPN、拨号 VPN 等多种类型。
QoS 技术
QoS（Quality of Service）中文名为“服务质量”。QoS 原来只是在 ATM（Asynchronous
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