基于路由器的网络技术分析

２ＱＱ§　：垫　ＳＣＩＥＮＣｋ＆１　ＥＣＩ　ＩＮＯＬＯＯＹ　ＩＮＦＯＲＭＡ　１　ＩＯＮ　工业技术　基于路由器的网络技术分析　王征　（淮北市信息中心　安徽淮北　２３５０００）　摘要　本文首先介绍了路由器的基本概念。在此基础上，重点对Ｉｐｖ６技术、提高路由器吞吐量的技术、可编程ＡｓＩ　Ｃ技术、ＶＰＮ　技术、Ｑ０Ｓ技术、ＭＰＬＳ技术、多播技术、网管技术等与路由器相关的新技术进行了分析，并对这些技术的发展作了慨括和总结。　关键字：路由器　网络　网络技术　中图分类号：ＴＰ３９３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２　１路由器的基本概念　路由器是一种连接多个网络或网段的网络　设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息　进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对　器吞吐量的技术：改造路由表；采用　ＭＰＬＳ属于第三代网络架构，是新一代　Ｃａｃｈｅ；采用分布式处理；高层交换；硬件　的ＩＰ高速骨干网络交换标准，ＭＰＬＳ是集成式　（ＦＰＧＡ／ＡＳＩ　Ｃ）转发等。交换式路由器　的ＩＰ　Ｏｖｅｒ　ＡＴＭ技术，即在Ｆｒａｍｅ　Ｒｅｌａｙ　（Ｓｗｉｔｃｈ　Ｒｏｕｔｅｒ）就是利用这些技术的结晶。　及ＡＴＭ　Ｓｗｉｔｃｈ上结合路由功能，数据包通　方的数据，从而构成一个更大的网络。路由器　２．３可编程ＡＳＩＣ技术　有两大主要功能，即数据通道功能和控制功　ＡＳＩＣ芯片是专用集成电路，是当前路由　能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以　器实现线速转发数据的的核心技术。可编程　及输出链路调度等，一般由特定的硬件来完　ＡＳ［Ｃ将多项功能集中到一个芯片上，具有设　成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻　计简单、可靠性高、电源消耗少等优点，能使　路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理　设备得到更高的性能和更低的成本。通过　等。　ＡＳＩＣ芯片的使用，还可以增加设备端口密度。　１．１路由器互连网络　使用ＡＳＩＣ芯片的端口密度是使用通用芯片时　路由器互连与网络的协议有关，路由器　端Ｅｌ密度的数倍。可编程ＡＳＩＣ芯片的设计是　工作在ＯＳＩ模型中的第三层，即网络层。路由　当前高性能路由器实现的硬件保证。　器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地址（即　２　４　ＶＰＮ技术　ＩＰ地址）来区别不同的网络，实现网络的互连　ＶＰＮ虚拟专用网（Ｖｉｒｔｕａｌ　ＰｒｉＶａｔｅ　和隔离，保持各个网络的独立性。路由器不转　Ｎｅｔｗｏｒｋ）是专用网络在公共网络如Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　发广播消息，而把广播消息限制在各自的网络　上的扩展。ＶＰＮ通过私有隧道技术在公共网　内部。发送到其他网络的数据先被送到路由　络上仿真～条点到点的专线，从而达到安全的　器，再由路由器转发出去。由于是在网络层的　数据传输目的。　互连，路由器可方便地连接不同类型的网络，　有了ＶＰＮ，用户在家里或在路途中也可　只要网络层运行的是ＩＰ协议，通过路由器就　以利用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ或其他公共网络对企业服务器　可互连起来。　进行远程访问。从用户的角度来看，ＶＰＮ就　１．２路由器的基本构成部分　是在用户计算机即ＶＰＮ客户机和企业服务器　（１）两个或两个以上的接口（用于连接不　即ＶＰＮ服务器之间点到点的连接，由于数据　同的网络）　通过一条仿真专线传输，用户感觉不到公共网　（２）协议至少实现到网络层（只有理解网络　络的实际存在，能够像在专线上一样处理企业　层协议才能与网络层通讯）　内部信息。换言之，虚拟专用网不是真正的专　（３）至少支持两种以上的子网协议（异种　用网络，但却能够实现专用网络的功能。　网）　常见的ＶＰＮ分为三种类型：远程访问虚　（４）　组路由协议　拟网（Ａ　ＣＣｅｓ　ｓ　ＶＰＮ）、企业内部虚拟网　１．３路由器的基本功能　（Ｉ　ｎｔ　ｒａｉ３　ｅｔ　ＶＰＮ）和企业扩展虚拟网　（１）存储、转发、寻径功能　（Ｅｘｔｒａｎｅｔ　ＶＰＮ），这三种类型的ＶＰＮ分别与　（２）路由功能。包括数据包的路径决策、负　传统的远程访问网络、企业内部的Ｉｎｔｒａｎｅｔ以　载平衡、多媒体传输（多播）等　及企业网和相关合作伙伴的企业网所构成的　（３）智能化网络服务。包括ＱｏＳ、访ｉ＇ｌＹ１］表　Ｅｘｔｒａｎｅｔ相对应。　（防火墙）、验证、授权、计费、链路备份、调　２．５　ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）　试、管理等　Ｑ０Ｓ中文名为“服务质量”。Ｑ０Ｓ是网　络的一种安全机制，是用来解决网络延迟和阻　２主要技术分析　塞等问题的一种技术。用于衡量使用一个服务　２　１　ＩＰｖ６技术　的满意程度。随着Ｉｎｔｅｒｎｅｔ规模的不断增长，　ＩＰｖ６是ＩＰ的新版本，它同目前广泛使用　ＩＰ网络上出现了大量的实时业务。由于实时业　的的ＩＰｖ４　ＳＢｔ；Ｉ￣，地址由３２位扩充到ｌ２８位。　务对网络的传输延时　延时抖动等特性较为敏　ＩＩ　ｖ６使用了四种优化技术：地址空间的扩充、　感，要求较为苛刻。为了有效的控制，保证服　可使路由表减小的地址构造、自动设定地址　务的质量，ＱｏＳ的各种协议和技术标也就孕育　以及提高安全保密性。ＩＰｖ６在路由技术上继　而生，催化了ＱｏＳ技术的发展和运用。　承了ＩＰｖ４的有利方面，代表未来路由技术的　ＱｏＳ是将接人的用户数据按业务进行分　发展方向。　类，赋予不同的优先级。对特定的业务流进行　２，２提高路由器吞吐量的技术　带宽限制，使之符合ＱｏＳ协定，以达到优化网　路由器的吞吐量是指路由器单位时间内能　络数据传输的目的。　够转发的报文数，通常用ｐｐｓ（Ｐａｃｋｅｔ　Ｐｅｒ　２．６　ＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｌａｂｅｌ　Ｓｗｉｔｃｈ）多　Ｓｅｃｏｎｄ）表示。目前主要有下面的提高路由　协议标记交换　５６　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＯＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　过虚拟电路来传送，只须在ＯＳＩ第二层（数据　链结层）执行硬件式交换（取代第三层（网络　层）软件式ｒｏｕｔｉｎｇ），它整合了ＩＰ选径与第二　层标记交换为单一的系统，因此可以解决　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ路由的问题，使数据包传送的延迟时　间减短，增加网络传输的速度，更适合多媒体　讯息的传送。　ＭＰＬＳ的运作原理是提供每个ＩＰ数据包　一个标记，并由此决定数据包的路径以及优先　级。与ＭＰＬＳ兼容的路由器（Ｒｏｕｔｅｒ），在将　数据包转送到其路径前，仅读取数据包标记，　无须读取每个数据包的ＩＰ地址以及标头（因　此网络速度便会加快），然后将所传送的数据　包置于Ｆｒａｍｅ　Ｒｅｌａｙ或ＡＴＭ的虚拟电路上，　并迅速将数据包传送至终点的路由器，进而减　少数据包的延迟，同时由Ｆｒａｍｅ　Ｒｅｌａｙ及　ＡＴＭ交换器所提供的ＱＯＳ（ＱｕａｌｉｔＹ　Ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）对所传送的数据包加以分级，因而大　幅提升网络服务品质提供更多样化的服务。　２．７多播技术　ＩＰ多播（也称多址广播或组播）技术，　是一种允许一台或多台主机（多播源）发送单　一数据包到多台主机（一次的，同时的）的　ＴＣＰ／ＩＰ网络技术。多播作为一点对多点的通　信，是节省网络带宽的有效方法之一。在网络　音频／视频广播的应用中，当需要将一个节点　的信号传送到多个节点时，无论是采用重复点　对点通信方式，还是采用广播方式，都会严重　浪费网络带宽，只有多播才是最好的选择。多　播能使一个或多个多播源只把数据包发送给持　定的多播组，而只有加入该多播组的主机才能　接收到数据包。目前，ＩＰ多播技术被广泛应用　在网络音频／视频广播、ＡＯＤ／ＶＯＤ、网络视　频会议、多媒体远程教育、“ｐｕｓｈ”技术（如　股票行情等）和虚拟现实游戏等方面。　２．８网管系统　网管在网络运营中起着非常重要的作用。　方便　强大的网管可以协助用户有效地管理网　络和降低网络维护费用。与路由器产品相关的　网管协议主要有ＳＮＭＰ、ＲＭＯＮ等，其中　ＳＮＭＰ最常见。ＳＮＭＰ采用代理（Ａｇｅｎｔ）工　作方式，在路由器上运行Ａｇｅｎｔ，网管站运行　管理软件。代理的作用包括收集路由器统计数　据（如端口收发报文总数等）和状态信息（如　端口地址等），回答网管站对这些信息的查询；　传达网管站的设置命令，如ＴＣＰ连接复位、配　置端口ＩＰ地址等；发生异常事件时主动向网　管站报告等。