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路由器的分类应用离不开对路由器的工作原理的剖析,而路由器的工作原理则决定了其主要分类及其应用的范围。为了简单地说明路由器的工作原理,现在我们假设有这样一个简单的网络。
如图所示,A、B、C、D四个网络通过路由器连接在一起,现在我们来看一下在如图所示网络环境下路由器又是如何发挥其路由、数据转发作用的。现假设网络A中一个用户A1要向C网络中的C3用户发送一个请求信号时,信号传递的步骤如下:
第1步:用户A1将目的用户C3的地址C3,连同数据信息以数据帧的形式通过集线器或交换机以广播的形式发送给同一网络中的所有节点,当路由器A5端口侦听到这个地址后,分析得知所发目的节点不是本网段的,需要路由转发,就把数据帧接收下来。
第2步:路由器A5端口接收到用户A1的数据帧后,先从报头中取出目的用户C3的IP地址,并根据路由表计算出发往用户C3的最佳路径。因为从分析得知到C3的网络ID号与路由器的C5网络ID号相同,所以由路由器的A5端口直接发向路由器的C5端口应是信号传递的最佳途经。
第3步:路由器的C5端口再次取出目的用户C3的IP地址,找出C3的IP地址中的主机ID号,如果在网络中有交换机则可先发给交换机,由交换机根据MAC地址表找出具体的网络节点位置;如果没有交换机设备则根据其IP地址中的主机ID直接把数据帧发送给用户C3,这样一个完整的数据通信转发过程也完成了。
从上面可以看出,不管网络有多么复杂,路由器其实所作的工作就是这么几步,所以整个路由器的工作原理基本都差不多。当然在实际的网络中还远比上图所示的要复杂许多,实际的步骤也不会像上述那么简单,但总的过程是这样的。
纵论多样的路由器分类应用:
在我们较为详细地了解了路由器产品的工作原理后,按照不同的划分标准可将它划分为多种类型。其中常见的分类有以下几类:
从性能档次分为高、中、低档路由器。通常将路由器吞吐量大于40Gbps的路由器称为高档路由器,背吞吐量在25Gbps~40Gbps之间的路由器称为中档路由器,而将低于25Gbps的看作低档路由器。当然这只是一种宏观上的划分标准,各厂家划分并不完全一致,实际上路由器档次的划分不仅是以吞吐量为依据的,是有一个综合指标的。以市场占有率最大的Cisco公司为例,12000系列为高端路由器,7500以下系列路由器为中低端路由器。
(HyperChip公司Petabit路由器)
从结构上分为"模块化路由器"和"非模块化路由器".模块化结构可以灵活地配置路由器,以适应企业不断增加的业务需求,非模块化的就只能提供固定的端口。通常中高端路由器为模块化结构,低端路由器为非模块化结构。
从功能上划分,可将路由器分为"骨干级路由器","企业级路由器"和"接入级路由器".骨干级路由器是实现企业级网络互连的关键设备,它数据吞吐量较大,非常重要。对骨干级路由器的基本性能要求是高速度和高可靠性,为了获得高可靠性,网络系统普遍采用诸如热备份、双电源、双数据通路等传统冗余技术,从而使得骨干路由器的可靠性一般不成问题。企业级路由器连接许多终端系统,连接对象较多,但系统相对简单,且数据流量较小,对这类路由器的要求是以尽量便宜的方法实现尽可能多的端点互连,同时还要求能够支持不同的服务质量,接入级路由器主要应用于连接家庭或ISP内的小型企业客户群体。
按所处网络位置划分通常把路由器划分为"边界路由器"和"中间节点路由器".很明显"边界路由器"是处于网络边缘,用于不同网络路由器的连接,关于这种路由器技术的详细剖析我们将在以后的文章中讲解;而"中间节点路由器"则处于网络的中间,通常用于连接不同网络,起到一个数据转发的桥梁作用。由于各自所处的网络位置有所不同,其主要性能也就有相应的侧重,如中间节点路由器因为要面对各种各样的网络。如何识别这些网络中的各节点呢?靠的就是这些中间节点路由器的MAC地址记忆功能,基于上述原因,选择中间节点路由器时就需要在MAC地址记忆功能更加注重,也就是要求选择缓存更大,MAC地址记忆能力较强的路由器。但是边界路由器由于它可能要同时接受来自许多不同网络路由器发来的数据,所以这就要求这种边界路由器的背板带宽要足够宽,当然这也要由边界路由器所处的网络环境而定。
从性能上可分为"线速路由器"以及"非线速路由器".所谓"线速路由器"就是完全可以按传输介质带宽进行通畅传输,基本上没有间断和延时。通常线速路由器是高端路由器,具有非常高的端口带宽和数据转发能力,能以媒体速率转发数据包;中低端路由器是非线速路由器,但是一些新的宽带接入路由器也有线速转发能力。
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