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網(wǎng)絡(luò)通信中路由器技術(shù)探究
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摘 要：隨著現(xiàn)代社會(huì)的Internet不斷發(fā)展擴(kuò)大，路由器應(yīng)用范圍越來越廣。寬帶路由器是為了給用戶解決網(wǎng)絡(luò)共享的問題，作為通信網(wǎng)絡(luò)的樞紐，性能好壞直接影響著網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男Ч靶阅�。本文介紹了路由器的分類和功能，著重對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信中路由器主要技術(shù)進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)通信 路由器 技術(shù)分析
1.路由器的概念、功能及分類
在OSI/RM中完成參考模型第三層或網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)和分組轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備就是路由器。一般情況下，多個(gè)子網(wǎng)和異種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)都是通過路由器完成的。兩個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層之間傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，兩個(gè)局域網(wǎng)幀中的地址將會(huì)發(fā)生變化，網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸路由去向，就是由路由器決定的。
路由器的功能就是將不同的子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞。具體功能有以下幾點(diǎn)：
(1)實(shí)現(xiàn)IP、TCP、UDP、ICMP等網(wǎng)絡(luò)的互連。
(2)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。收發(fā)數(shù)據(jù)包，具有對(duì)數(shù)據(jù)的分組過濾，復(fù)用，加密，壓縮及防護(hù)墻等各項(xiàng)功能。
(3)依據(jù)路由表的信息，對(duì)數(shù)據(jù)包下一傳輸目的地進(jìn)行選擇。
(4)進(jìn)行外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議和其他自制域之間拓?fù)湫畔⒌慕粨Q。
(5)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理和系統(tǒng)支持功能。
路由器可以從功能和結(jié)構(gòu)兩部分進(jìn)行分類。
(1)功能上可以劃分為：骨干級(jí)、企業(yè)級(jí)和接入級(jí)路由器。骨干級(jí)路由器數(shù)據(jù)吐量較大且重要，是企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互連的關(guān)鍵。骨干級(jí)路由器要求性能的高速度及高可靠性。網(wǎng)絡(luò)通常采用熱備份、雙電源和雙數(shù)據(jù)通路等技術(shù)來確保其可靠性。企業(yè)級(jí)路由器連接對(duì)象為許多終端系統(tǒng)，簡單且數(shù)據(jù)流量較小。
(2)結(jié)構(gòu)上可以劃分為：模塊化和非模塊化路由器。模塊化路由器可以實(shí)現(xiàn)路由器的靈活配置，適應(yīng)企業(yè)的業(yè)務(wù)需求;非模塊化路由器只能提供固定單一的端口。通常情況下，高端路由器是模塊化結(jié)構(gòu)，低端路由器是非模塊化結(jié)構(gòu)的。
2.路由器的主要技術(shù)分析
2.1 背板結(jié)構(gòu)
路由器的核心是背板，高效率的背板有助于提高路由器的性能。由于傳統(tǒng)的共享總線式背板無法滿足路由器的需要，所以采用結(jié)構(gòu)可以用不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)的交換式背板。Banyan結(jié)構(gòu)、Crossbar結(jié)構(gòu)以及并行共享存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是交換式背板常用結(jié)構(gòu)。Banyan結(jié)構(gòu)采用自路由技術(shù)和多級(jí)緩沖結(jié)構(gòu);Crossba結(jié)構(gòu)是單級(jí)、單通路、非阻塞的結(jié)構(gòu)，采用的是全互聯(lián)網(wǎng)交換結(jié)構(gòu);并行共享儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)是目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
2.2 移動(dòng)IP技術(shù)
LETF建立了一個(gè)工作組來解決人們想要在任何地點(diǎn)都能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)、筆記本連接到Internet的方案，工作組整理出了實(shí)現(xiàn)任何一個(gè)方案所要滿足的條件，有以下幾點(diǎn)：
(1)每一臺(tái)主機(jī)必須確保在任何一個(gè)地方都能夠使用其IP地址;
(2)固定的主機(jī)，不能改動(dòng)軟件設(shè)備;路由器軟件和路由表也不能隨意的改動(dòng);
2.3 IPv6技術(shù)
現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)是在IPv4協(xié)議基礎(chǔ)上運(yùn)行操作的。隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，Web的出現(xiàn)導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)形成爆炸性的發(fā)展，IPv4所定義的有限地址空間不足， IP地址空前緊張，影響互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，于是便提出下一版的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議——IPv6。IPv6采用128位地址長度，提供地址幾乎不受限制，不僅解決了IPv4不能解決的難題，還在IP層增加了認(rèn)證、加密的安全措施，保證了安全性。IPv6具有擴(kuò)大地址空間、將網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量提高、有效地改善服務(wù)質(zhì)量、保證安全性、移動(dòng)性，并支持即插即用，實(shí)現(xiàn)多播功能等優(yōu)勢。
2.4 VPN技術(shù)
VPN(虛擬專用網(wǎng))是路由器技術(shù)中最重要的一種。VPN指在建筑在上能夠進(jìn)行自我管理的專用網(wǎng)絡(luò)。在上，VPN用戶可以控制自己與其他使用者之間的聯(lián)系，可以同時(shí)支持撥號(hào)的用戶使用。成功的VPN具備這些特點(diǎn)：安全保障、服務(wù)質(zhì)量保障、具備可擴(kuò)充性、靈活性和可管理性。
2.5 VPRN技術(shù)
VPRN是日常網(wǎng)絡(luò)中的虛擬專用路由網(wǎng)。VPRN可以將位于不同物理局域網(wǎng)段的設(shè)備相互之間如同在同一網(wǎng)段中一樣，進(jìn)行直接的通信。包括的業(yè)務(wù)有：使用傳統(tǒng)的VPN協(xié)議和MPLS方式的VPN。解決路由器VPN技術(shù)的方案有：對(duì)訪問控制進(jìn)行設(shè)定;對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密;NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換協(xié)議)技術(shù)。
2.6 QoS技術(shù)
QoS即為服務(wù)質(zhì)量。早先，QoS只是在ATM中專用，但由于IP作為一個(gè)打包的協(xié)議不能滿足多媒體信息越來越多的應(yīng)用，造成延遲長且不是定值的問題，丟包造成信號(hào)失真大、不連續(xù)等。廠商提供了若干的解決方案：
�、賰�(yōu)先級(jí)的某些設(shè)備數(shù)據(jù)包發(fā)送可以后到先傳;
�、谌绻脩舻哪姆N協(xié)議優(yōu)先級(jí)較高，Intel和 Cisco都支持其后到先傳;
�、圩鲦溌氛螹LPPP，Cisco支持采用把連接兩點(diǎn)的多條線路匯聚在一起的方式來提高寬帶;
�、茏鲑Y源預(yù)留PSVP，將一部分的寬帶以固定的形式分給多媒體信號(hào)，不論其他的協(xié)議如何的擁擠，這部分寬帶都不會(huì)被占用。
3.總結(jié)
通過對(duì)路由器各項(xiàng)技術(shù)的研究分析，深刻的認(rèn)識(shí)到路由器是復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備系統(tǒng)。對(duì)路由器技術(shù)的提高也將產(chǎn)生新的挑戰(zhàn)。路由器的性能好壞對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量和性能都產(chǎn)生著直接影響，所以未來的路由器發(fā)展，不僅需要具備較高的數(shù)據(jù)傳送率，更要考慮IP網(wǎng)絡(luò)向綜合業(yè)務(wù)方向的發(fā)展，相應(yīng)的QoS保障的提供等。IP技術(shù)在電信網(wǎng)絡(luò)中必將占據(jù)主導(dǎo)地位，路由器作為互聯(lián)網(wǎng)IP的核心設(shè)備，也定會(huì)取得更大的發(fā)展，新一代的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在全面發(fā)展方向肯定會(huì)有嶄新的未來。
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