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路由器体系结构的发展
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。
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。
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。
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