網(wǎng)絡(luò)共享 解析寬帶路由器核心技術(shù)
本文主要給大家詳細(xì)的介紹了寬帶路由器處理器,內(nèi)存類型等問題,并且給大家解析了寬帶路由器的核心技術(shù),相信看過此文會(huì)對(duì)你有所幫助。
隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,寬帶路由器的應(yīng)用越來廣泛。寬帶路由器給網(wǎng)絡(luò)共享提供了完美的解決方案,作為一種接入路由器, 寬帶路由器最初的目的就是用戶解決網(wǎng)絡(luò)共享。寬帶路由器在保證價(jià)格低廉的前提下保證了用戶對(duì)速度的要求。而現(xiàn)在市場(chǎng)上充斥大量的各種各樣的路由器,其性能怎么樣?怎樣選購?一般說來路由器的性能和檔次高低的標(biāo)志,主要由處理器、內(nèi)存和緩存來決定。
路由器的處理器
路由器的處理芯片如同計(jì)算機(jī)的CPU一樣是路由器的最核心的部件,是直接影響路由器性能的高低的關(guān)鍵部件,處理器的好壞往往決定了寬帶路由器的吞吐量這個(gè)最重要的參數(shù)。因此,筆者在這里分析一下路由器的芯片。
處理器主頻在100M或以下的屬于較低主頻,這樣的寬帶路由器適合普通家庭和SOHO用戶使用。100M-200M屬于中等主頻。200M以上的屬于較高主頻,適合網(wǎng)吧、中小企業(yè)用戶以及大型企業(yè)的分支機(jī)構(gòu)。
通常在中低端寬帶路由器中,處理器負(fù)責(zé)交換路由信息、路由表查找以及轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包,處理器的能力直接影響路由器的吞吐量(路由表查找時(shí)間)和路由計(jì)算能力 (影響網(wǎng)絡(luò)路由收斂時(shí)間)。在高端寬帶路由器中,通常包轉(zhuǎn)發(fā)和查表由ASIC芯片完成,處理器只實(shí)現(xiàn)路由協(xié)議、計(jì)算路由以及分發(fā)路由表。由于技術(shù)的發(fā)展,寬帶路由器的處理器采用的內(nèi)核種類很多。
一般說來,路由器處理器是一種嵌入式處理器。主要采用x86、ARM7、ARM9、RDC以及MIPS幾種架構(gòu)。ARM7和RDC架構(gòu)已經(jīng)處于被淘汰的地位,采用這兩種架構(gòu)處理器產(chǎn)品性能較差,主流廠商均已不使用。目前采用ARM9和MIPS架構(gòu)的內(nèi)核處理器是寬帶路由器主流配置。常見的ARM9分普通型的920T/922T/940T和增強(qiáng)型的926E/946E/966E,而MIPS分2K、3K、4K 系列,不同型號(hào)的處理器性能會(huì)有較大差異。Intel Xscale內(nèi)核處理器是高級(jí)網(wǎng)絡(luò)處理器,用于高端產(chǎn)品。一般處理器都是單處理器,采用多處理器分布式處理的是高級(jí)處理器,性能高。
當(dāng)然,,寬帶路由器的處理器只是寬帶路由器的一個(gè)部件,特別之處只在于它是最核心的器件。寬帶路由器的處理器性能并不能完全反映路由器性能。寬帶路由器性能由路由器吞吐量、時(shí)延和路由計(jì)算能力等指標(biāo)體現(xiàn)。
寬帶路由器的處理器用得差,路由器性能好不了,但處理器好了,路由器性能卻不一定好。處理器主頻只是處理器的一個(gè)性能指標(biāo),要知道處理器性能,還必須了解其總線寬度(16位還是32位)、Cache容量和結(jié)構(gòu)、內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)、是單CPU還是多CPU分布式處理、運(yùn)算模式等等,這些都會(huì)極大地影響處理器性能。
路由器的內(nèi)存
路由器中可能有多種內(nèi)存,例如Flash(閃存)、DRAM(動(dòng)態(tài)內(nèi)存)等。內(nèi)存用作存儲(chǔ)配置、路由器操作系統(tǒng)、路由協(xié)議軟件等內(nèi)容。在中低端路由器中,路由表可能存儲(chǔ)在內(nèi)存中。通常來說路由器內(nèi)存越大越好(不考慮價(jià)格)。但是與CPU能力類似,內(nèi)存同樣不直接反映路由器性能與能力。因?yàn)楦咝У乃惴ㄅc優(yōu)秀的軟件可能大大節(jié)約內(nèi)存。#p#
一般說來路由器內(nèi)存分為四種內(nèi)類型:
一、只讀內(nèi)存(ROM)
在路由器中的功能與計(jì)算機(jī)中的ROM相似,主要用于系統(tǒng)初始化等功能。顧名思義,ROM是只讀存儲(chǔ)器,不能修改其中存放的代碼。如要進(jìn)行升級(jí),則要替換ROM芯片。ROM中主要包含:系統(tǒng)加電自檢代碼(POST),用于檢測(cè)路由器中各硬件部分是否完好;系統(tǒng)引導(dǎo)區(qū)代碼(BootStrap),用于啟動(dòng)路由器并載入IOS操作系統(tǒng);備份的IOS操作系統(tǒng),以便在原有IOS操作系統(tǒng)被刪除或破壞時(shí)使用。通常,這個(gè)IOS比現(xiàn)運(yùn)行IOS的版本低一些,但卻足以支持路由器啟動(dòng)和工作。
二、閃存(Flash)
是可讀可寫的存儲(chǔ)器,在系統(tǒng)重新啟動(dòng)或關(guān)機(jī)之后仍能保存數(shù)據(jù)。Flash中存放著當(dāng)前使用中的IOS.事實(shí)上,如果Flash容量足夠大,甚至可以存放多個(gè)操作系統(tǒng),這在進(jìn)行IOS升級(jí)時(shí)十分有用。當(dāng)不知道新版IOS是否穩(wěn)定時(shí),可在升級(jí)后仍保留舊版IOS,當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)可迅速退回到舊版操作系統(tǒng),從而避免長(zhǎng)時(shí)間的網(wǎng)路故障。
三、非易失性RAM(Nonvolatile RAM)
是可讀可寫的存儲(chǔ)器, 在系統(tǒng)重新啟動(dòng)或關(guān)機(jī)之后仍能保存數(shù)據(jù)。由于NVRAM僅用于保存啟動(dòng)配置文件(Startup-Config),故其容量較小,通常在路由器上只配置32KB~128KB大小的NVRAM.同時(shí),NVRAM的速度較快,成本也比較高。
四、隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)
RAM 也是可讀可寫的存儲(chǔ)器,但它存儲(chǔ)的內(nèi)容在系統(tǒng)重啟或關(guān)機(jī)后將被清除。和計(jì)算機(jī)中的RAM一樣,路由器中的RAM也是運(yùn)行期間暫時(shí)存放操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器,讓路由器能迅速訪問這些信息。RAM的存取速度優(yōu)于前面所提到的3種內(nèi)存的存取速度。
運(yùn)行期間,RAM中包含路由表項(xiàng)目、ARP緩沖項(xiàng)目、日志項(xiàng)目和隊(duì)列中排隊(duì)等待發(fā)送的分組。除此之外,還包括運(yùn)行配置文件(Running- config)、正在執(zhí)行的代碼、IOS操作系統(tǒng)程序和一些臨時(shí)數(shù)據(jù)信息。但是路由器的類型不同,讀取IOS代碼的方式也是不同的。
路由器的構(gòu)成
總的來說構(gòu)成路由器具有四個(gè)要素:輸入端口、輸出端口、交換開關(guān)和路由處理器。輸入端口是物理鏈路和輸入包的進(jìn)口處。端口通常由線卡提供,一塊線卡一般支持4、8或16個(gè)端口,一個(gè)輸入端口具有許多功能。第一個(gè)功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層的封裝和解封裝。第二個(gè)功能是在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找輸入包目的地址從而決定目的端口(稱為路由查找),路由查找可以使用一般的硬件來實(shí)現(xiàn),或者通過在每塊線卡上嵌入一個(gè)微處理器來完成。第三,為了提供QoS(服務(wù)質(zhì)量),端口要把收到的包分成幾個(gè)預(yù)定義的服務(wù)級(jí)別。第四,端口可能需要運(yùn)行諸如SLIP(串行線網(wǎng)際協(xié)議)和PPP(點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議)這樣的數(shù)據(jù)鏈路級(jí)協(xié)議或者諸如 PPTP(點(diǎn)對(duì)點(diǎn)隧道協(xié)議)這樣的網(wǎng)絡(luò)級(jí)協(xié)議。一旦路由查找完成,必須用交換開關(guān)將包送到其輸出端口。如果路由器是輸入端加隊(duì)列的,則有幾個(gè)輸入端共享同一個(gè)交換開關(guān)。這樣輸入端口的最后一項(xiàng)功能是參加對(duì)公共資源(如交換開關(guān))的仲裁協(xié)議。
輸出端口在包被發(fā)送到輸出鏈路之前對(duì)包存貯,可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的調(diào)度算法以支持優(yōu)先級(jí)等要求。與輸入端口一樣,輸出端口同樣要能支持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層的封裝和解封裝,以及許多較高級(jí)協(xié)議。路由處理器計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)表實(shí)現(xiàn)路由協(xié)議,并運(yùn)行對(duì)路由器進(jìn)行配置和管理的軟件。同時(shí),它還處理那些目的地址不在線卡轉(zhuǎn)發(fā)表中的包。
路由器的功能
路由器有兩大典型功能,即數(shù)據(jù)通道功能和控制功能。數(shù)據(jù)通道功能包括轉(zhuǎn)發(fā)決定、背板轉(zhuǎn)發(fā)以及輸出鏈路調(diào)度等,一般由特定的硬件來完成;控制功能一般用軟件來實(shí)現(xiàn),包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理等。
路由器的一個(gè)作用是連通不同的網(wǎng)絡(luò),另一個(gè)作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路,能大大提高通信速度,減輕網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負(fù)荷,節(jié)約網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源,提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)暢通率,從而讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來。