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解讀路由器的發(fā)展歷史

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)

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所屬頻道:新聞中心

關(guān)鍵詞: 路由器

      1.存在于網(wǎng)絡(luò)中的“橋梁”——路由器

      網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)全面滲透進(jìn)人們的生活中,那么是什么把各個(gè)網(wǎng)絡(luò)相互連接起來(lái)呢?沒(méi)錯(cuò),正是今天我們?cè)掝}的主人公——路由器。路由器可以說(shuō)是互聯(lián)網(wǎng)中的樞紐,現(xiàn)在它廣泛的應(yīng)用于各種行業(yè)和場(chǎng)景。路由器不僅可以連通不同的網(wǎng)絡(luò),還可以選擇數(shù)據(jù)傳送的路徑,并且能夠阻隔非法訪問(wèn)。作為IP網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備,路由器的技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)在信息產(chǎn)業(yè)的重要技術(shù),它在數(shù)據(jù)通信中起到的作用也越來(lái)越重要。

    從零開(kāi)始:分分鐘了解路由器的發(fā)展歷史

      家中常用的無(wú)線路由器

      簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),路由器的作用就是通過(guò)相互連接的網(wǎng)絡(luò)把信息從源地點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)地點(diǎn)。在路由器的工作過(guò)程中,信息至少會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)。也有許多朋友會(huì)把路由器和交換機(jī)的功能相比,發(fā)現(xiàn)他們的功能差不多,其實(shí)二者存在著本質(zhì)的區(qū)別。路由器和交換機(jī)之間的最重要的區(qū)別,是交換發(fā)生在第二層(數(shù)據(jù)鏈路層),而路由活動(dòng)則發(fā)生在第三層,也就是網(wǎng)絡(luò)層。這樣一來(lái),路由器和交換機(jī)在工作中需要使用不同的控制信息,所以說(shuō)這兩種設(shè)備實(shí)現(xiàn)各自功能的方式是有區(qū)別的。

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      企業(yè)級(jí)路由器

      “路由器是互聯(lián)網(wǎng)的主要節(jié)點(diǎn)設(shè)備,路由器通過(guò)路由決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)策略稱(chēng)為路由選擇(routing),這也是路由器名稱(chēng)的由來(lái)(router,轉(zhuǎn)發(fā)者)。作為不同網(wǎng)絡(luò)之間互相連接的樞紐,路由器系統(tǒng)構(gòu)成了基于TCP/IP的國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Internet的主體脈絡(luò),也可以說(shuō),路由器構(gòu)成了Internet的骨架。它的處理速度是網(wǎng)絡(luò)通信的主要瓶頸之一,它的可靠性則直接影響著網(wǎng)絡(luò)互連的質(zhì)量。因此,在園區(qū)網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)、乃至整個(gè)Internet研究領(lǐng)域中,路由器技術(shù)始終處于核心地位,其發(fā)展歷程和方向,成為整個(gè)Internet研究的一個(gè)縮影。”——來(lái)自百度百科

    從零開(kāi)始:分分鐘了解路由器的發(fā)展歷史

      路由器組網(wǎng)拓?fù)涫疽鈭D

      飛速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷推動(dòng)者路由器性能的提升,并且在實(shí)際的應(yīng)用中讓路由器變得越來(lái)越智能而且業(yè)務(wù)能力越來(lái)越強(qiáng)。路由器的性能在其歷史發(fā)展的前期起著主導(dǎo)的作用,隨著IP網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展,業(yè)務(wù)性能在網(wǎng)絡(luò)中將起到越來(lái)越重要的作用。現(xiàn)在,各大路由器廠商已經(jīng)不再吧性能的提升作為宣傳的重點(diǎn),業(yè)務(wù)更加智能、部署運(yùn)維更加簡(jiǎn)便等內(nèi)在因素讓路由器的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)期。

      2.路由器的誕生與發(fā)展——出生與發(fā)展

      路由器的發(fā)明與網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系密不可分,隨著電腦網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展,人們迫切的需要一種先進(jìn)的方式來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)互連的難題。1984年,隨著思科公司的創(chuàng)立,其創(chuàng)始人設(shè)計(jì)了一種叫做“多協(xié)議路由器”的全新網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。使得斯坦福大學(xué)中相互不兼容的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接到了一起,這就是路由器的前身。隨后,思科公司在1986年正式推出了第一款多協(xié)議路由器——AGS。

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      思科推出的第一款多協(xié)議路由器AGS

      上文說(shuō)到路由器工作在第三層,那么這樣做有什么好處呢?在網(wǎng)絡(luò)中存在著各種不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,這些協(xié)議大多數(shù)都能夠在第三層上運(yùn)行IP協(xié)議,讓路由器能夠輕松地與不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)相連。并且路由器還可以利用網(wǎng)絡(luò)中定義的IP地址來(lái)完成對(duì)于每臺(tái)電腦的定位,而不是通過(guò)電腦的物理地址。這樣一來(lái),每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的IP得知都是在一定范圍內(nèi)的不沖突的、唯一的地址。路由器可以根據(jù)這個(gè)因素,來(lái)對(duì)各個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行區(qū)分,讓各個(gè)網(wǎng)絡(luò)在互相連通的同時(shí)保持各自網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性。

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      通過(guò)網(wǎng)卡轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文

      早先的IP網(wǎng)絡(luò)并不像現(xiàn)在這樣龐大,路由器所連接的設(shè)備以及需要處理的業(yè)務(wù)也都很小。路由器的功能可以使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)接上多塊網(wǎng)卡的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)路由器的功能。CPU則負(fù)責(zé)路由手機(jī)、轉(zhuǎn)發(fā)處理、設(shè)備管理等等。第一代的路由器主要用于科研和教育機(jī)構(gòu)以及企業(yè)連接到互聯(lián)網(wǎng),并沒(méi)有太多的網(wǎng)絡(luò)連接。

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      模塊化的路由器

      隨著網(wǎng)絡(luò)流量的不斷增大,為了解決越來(lái)越大的CPU和總線負(fù)擔(dān),將少數(shù)常用的路由信息采用Cache技術(shù)保留在業(yè)務(wù)接口卡上,使大多數(shù)報(bào)文直接通過(guò)業(yè)務(wù)板Cache的路由表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),減少對(duì)總線和CPU的請(qǐng)求。只對(duì)于Cache中找不到的報(bào)文傳輸?shù)紺PU進(jìn)行處理,這就是第二代路由器。第二代路由器轉(zhuǎn)發(fā)性能提升較大,還可以根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供豐富的連接方式和接口密度,在互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

      3.伴隨互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展 進(jìn)化速度遞增

      20世紀(jì)90年代互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展,Web技術(shù)更是讓IP網(wǎng)絡(luò)得到了迅猛的發(fā)展,用戶上網(wǎng)的訪問(wèn)內(nèi)容得到了極大的豐富。為了應(yīng)對(duì)這一局面,人們采用了全分布式結(jié)構(gòu)-路由與轉(zhuǎn)發(fā)分離的技術(shù),制造出第三代路由器。第三代路由器通過(guò)主控板負(fù)責(zé)整個(gè)設(shè)備的管理和路由的收集、計(jì)算功能,并把計(jì)算形成的轉(zhuǎn)發(fā)表下發(fā)到各業(yè)務(wù)板;各業(yè)務(wù)板根據(jù)保存的路由轉(zhuǎn)發(fā)表能夠獨(dú)立進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。另外總線技術(shù)也得到了較大的發(fā)展,通過(guò)總線、業(yè)務(wù)板之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)完全獨(dú)立于主控板,實(shí)現(xiàn)了并行高速處理,使得路由器的處理性能成倍提高。

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      路由器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖(圖片來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng))

      90年代中后期,隨著IP網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)化,Web技術(shù)出現(xiàn)以后,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到空前的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)用戶呈爆炸式增長(zhǎng)。網(wǎng)絡(luò)流量特別是核心網(wǎng)絡(luò)的流量以指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),傳統(tǒng)的基于軟件的IP路由器已經(jīng)無(wú)法滿足網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要。報(bào)文處理中需要包含諸如QoS保證、路由查找、二層幀頭的剝離/添加等復(fù)雜操作,以傳統(tǒng)的做法是不可能實(shí)現(xiàn)的。于是一些廠商提出了ASIC實(shí)現(xiàn)方式,它把轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程的所有細(xì)節(jié)全部采用硬件方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外在交換網(wǎng)上采用了Crossbar或共享內(nèi)存的方式解決了內(nèi)部交換的問(wèn)題。使得路由器的性能達(dá)到千兆比特,即早期的千兆交換式路由器(Gigabit Switch Router,GSR)。

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      路由器集群

      進(jìn)入新世紀(jì)后,圍繞業(yè)務(wù)能力,廠商對(duì)路由器展開(kāi)了大刀闊斧的改革。網(wǎng)絡(luò)管理、用戶管理、業(yè)務(wù)管理、MPLS、VPN、可控組播、IP-QoS和流量工程等各種新技術(shù)紛紛加入到路由器中。第五代路由器在硬件體系結(jié)構(gòu)上繼承了第四代路由器的成果,在關(guān)鍵的IP業(yè)務(wù)流程處理上則采用了可編程的、專(zhuān)為IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)處理器(NP)通常由若干微處理器和一些硬件協(xié)處理器組成,多個(gè)微處理器并行工作,通過(guò)軟件來(lái)控制處理流程,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)靈活性與高性能的有機(jī)結(jié)合。

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      適合大型企業(yè)使用的路由器

      路由器的發(fā)展歷史大致就是如此,伴隨著性能和業(yè)務(wù)這兩個(gè)重要因素的推動(dòng),在短短30年間路由器技術(shù)取得了令人瞠目結(jié)舌的進(jìn)步。近年來(lái),隨著軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)等新技術(shù)的出現(xiàn),廠商在進(jìn)行路由器的研發(fā)時(shí)將更多的精力投入到了提供高品質(zhì)的業(yè)務(wù)保障上面。高性能、高安全、高可靠、智能化以及易使用已經(jīng)成為當(dāng)下廠商制造路由器的標(biāo)簽。

    (審核編輯: 智匯張瑜)

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