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史上最详细的路由器发展历程

  中国人研究、开发出的第一台国产路由器,诞生于1989年底中科院网络中心,历经27年,路由器已经从第一代发展到了第五代,不管是在性能方面还是上网速度方面,第五代路由器都占据了先锋,赢得消费者的一致好评。下面我们一起来详细了解路由器的发展历程。


史上最详细的路由器发展历程


  第一代路由器:集中转发,总线交换。

  典型产品:华为Quidway R2500系列路由器。

  最初的IP网络并不大,其网关所需要连接的设备及其需要处理的负载也很小。这个时候网关(路由器)基本上可以用一台计算机插多块网络接口卡的方式来实现。接口卡与中央处理器(CPU)之间通过内部总线相连,CPU负责所有事务处理,包括路由收集、转发处理、设备管理等。网络接口收到报文后通过内部总线传递给CPU,由CPU完成所有处理后从另一个网络接口传递出去。


史上最详细的路由器发展历程


  第二代路由器:集中+分布转发,接口模块化,总线交换。

  典型产品:华为Quidway R3600系列路由器。

  由于每一个报文都要经过总线送交CPU处理,随着网络用户的增多,网络流量的增大,接口数量、总线带宽和CPU的瓶颈就越来越突出。于是很自然地想到如何提高网络接口数量,如何把CPU和总线的负担降下来?为了解决这个问题,第二代路由器就在网络接口卡上进行一些智能化处理,由于网络用户通常只会访问少数的几个地方,因此可以考虑把少数常用的路由信息采用Cache技术保留在业务接口卡上,这样大多数报文就可以直接通过业务板Cache的路由表进行转发,以减少对总线和CPU的需求。对于Cache中不能找到的报文送交CPU处理。


史上最详细的路由器发展历程


  第三代路由器:分布转发,总线交换。

  典型产品:华为Quidway NetEngine 16/08系列路由器。

  90年代以后Web技术的出现,使IP网络得到迅猛的发展。网络用户的访问面得到很大的拓宽,用户访问的地方已不像以前那样固定,这样往往出现无法从 Cache中找到路由的现象,于是总线和CPU瓶颈的问题再次出现。另外由于用户的增加,路由器的接口数量不足也暴露出来了。为了解决这个问题,第三代路由器应运而生。第三代路由器采用全分布式结构—路由与转发分离的技术,主控板负责整个设备的管理和路由的收集、计算功能,并把计算形成的转发表下发到各业务板;各业务板根据保存的路由转发表能够独立进行路由转发。另外总线技术也得到了较大的发展,通过总线、业务板之间的数据转发完全独立于主控板,实现了并行高速处理,使得路由器的处理性能成倍提高。


史上最详细的路由器发展历程


  第四代路由器:ASIC分布转发,网络交换。

  典型产品:Juniper M40/160系列产品。

  九十年代中后期,随着IP网络的商业化,Web技术出现以后,Internet技术得到空前的发展,Internet用户迅猛增加。网络流量特别是核心网络的流量以指数级增长,传统的基于软件的IP路由器已经无法满足网络发展的需要。以常见的主干节点2.5G POS端口为例,按照IP最小报文40字节计算,2.5G POS端口线速的流量约为6.5Mpps。而且报文处理中需要包含诸如QoS保证、路由查找、二层帧头的剥离/添加等复杂操作,以传统的做法是不可能实现的。于是一些厂商提出了ASIC实现方式,它把转发过程的所有细节全部采用硬件方式来实现。另外在交换网上采用了CrossBar或共享内存的方式解决了内部交换的问题。这样,路由器的性能达到千兆比特,即早期的千兆交换式路由器(Gigabit Switch Router,GSR)。


史上最详细的路由器发展历程


  第五代路由器技术:网络处理器分布转发,网络交换。

  典型产品:华为Quidway NetEngine 80/40系列产品。

  从上面的发展过程我们可以看到,每一次的技术进步都是因为随着业务发展而出现了新的需求。不过在前互联网络泡沫时代,主要的矛盾集中在路由器的转发性能上,所以前四代的路由器的最大进步在于速度。但是在宽带互联网一路高歌迅速发展的同时,作为其基础的IP网络技术的缺陷也就越来越充分地暴露出来。网络无管理无法运营的问题、IP地址缺乏问题、IP业务服务质量问题、IP安全等问题都在严重阻碍网络进一步发展。随着宽带互联网泡沫的破灭,人们进行了深刻的反省—业务才是网络的真正价值所在,一切的技术要求都应围绕着业务来进行。各种新技术也纷纷出现,比如网络管理技术、用户管理技术、业务管理技术、MPLS技术,VPN技术,可控组播技术、IP-QoS技术,流量工程技术等。


史上最详细的路由器发展历程


  IP标准也在逐步修改成熟。随着新技术的出现和标准化的进展,对高速路由器的业务功能要求也越来越高。基于这些问题,第四代路由器采用ASIC技术的固有的不灵活、业务提供周期长等缺陷也不可避免地出现了。第五代路由器在硬件体系结构上继承了第四代路由器的成果,在关键的IP业务流程处理上采用了可编程的、专为IP网络设计的网络处理器技术。网络处理器(NP)通常由若干微处理器和一些硬件协处理器组成,多个微处理器并行处理,通过软件来控制处理流程。对于一些复杂的标准的操作(如内存操作、路由表查找算法、QoS的拥塞控制算法、流量调度算法等)采用硬件协处理器来提高处理性能。这样实现业务灵活性和高性能的有机结合。


史上最详细的路由器发展历程


  史上最详细的路由器发展历程,过家家小编就介绍完了,希望对大家了解路由器有帮助。如需了解更多家居用品知识,请继续关注过家家装修网


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