计算机网络路由器的主要技术
路由器发展到今天，已经成为一种成熟网络产品，应用于路由器上的新技术也在不断涌现出来。

下面我们主要来了解一下路由器的硬件技术和软件技术。

1．路由器硬件技术
路由器技术是结合现代通信、计算机、网络、微电子芯片等先进技术。

目前，对于提高路由器性能起关键作用的几项主要技术：一是越来越多的功能以硬件方式来实现。

二是在路由器中采用分布式处理技术，极大地提高了路由器的路由处理能力和速度；三是普遍采用交换式路由技术，在交换结构设计中采取巨型计算机内部互连网络的设计或引入光交换结构。

●硬件体系结构
最初的路由器采用了传统计算机体系结构，包括共享中央总线、中央CPU、内存及挂在共享总线上的多个网络物理接口。

这种单总线单CPU的主要局限是处理速度慢，一颗CPU 完成所有的任务，从而限制了系统的吞吐量。

另外，系统容错性也不好，CPU若出现故障容易导致系统完全瘫痪。

目前，路由器采用分布式处理技术对报文进行转发，可以插多个线路处理板，每个线路板独立完成转发处理工作，即做到在每个接口处都有一个独立CPU，专门单独负责接收和发送本接口数据包，管理接收发送队列、查询路由表并做出转发决定等。

通过核心交换板实现板间无阻塞交换，而主控CPU仅完成路由器配置控制管理等非实时功能。

同时借鉴ATM交换机结构的方法，采用交换开关方式实现各端口之间的线速无阻塞互连。

在ATM交换机和高速交行计算机中广泛应用，市场上可直接买到高速交换开关速率就高达50Gbps的设备。

●ASIC技术
由于ASIC技术不断的成熟，且厂商需要降低成本，所以ASIC技术在路由器中得到了越来越广泛的应用。

在路由器中，要极大地提高速度，首先想到的是ASIC。

ASIC可以用作包转发、查找路由，并且已经有专门用来查找IPV4路由的商用ASIC芯片。

一般来说，ASIC只用于已完全标准化的处理，而网络的结构和协议变化频繁，因此在网络设备中，出现了“可编程ASIC”。

目前，有两种类型的“可编程ASIC”，一种以3Com公司为主的FIRE（Flexible Intelligent Routing Engine）芯片为代表。

另一种以Vertex Networks 的HISC专用芯片为代表，这颗芯片是一颗专门为通信协议处理而设计的CPU，通过改写微码，可使这颗专用芯片具有同协议的能力。

●三层交换
自从Ipsilon在1994年推出一次路由再交换IP Switching技术之后，各大公司纷纷推出了各自专有的三层交换技术，在综合所有三层交换技术优势之后，IETF终于在1998年推出了性能优越的多协议标记交换（MPLS）。

与“一次路由再交换”技术相比，MPLS多网络结构这一更高层次来考虑三层交换技术。

2．路由器软件技术
路由器除了在硬件方面所采取的技术外，在软件方面同样具有许多先进技术。

例如，路由表的快速查寻技术，QoS保证以及采用MPLS技术优化未来网络，VPN网络等。

●VPN技术
VPN（Virtual Private Network）的中文名为“虚拟专用网”，它是路由器具有的重要技术之一。

VPN是指在公用网络上建立虚拟私有网，并且包括专用VPN、拨号VPN等多种类型。

●QoS技术
QoS（Quality of Service）中文名为“服务质量”。

QoS原来只是在ATM（Asynchronous
Transmit Mode ）中专用，但利用IP 传VOD 等多媒体信息的应用越来越多。

因此，其弊端主要体现在：延迟长且不为定值，丢包造成信号不连续且失真大。

解决IP 网络对QoS 的支持是下一代Internet 技术发展的主要方向。

路由器支持QoS 的程度也成为评价路由器性能的主要指标。

目前QoS 主要有两种实现框架：IS(Integrated Service)和DiffServ (Differentiated Service)。

IS 应用资源预留协议RSVP( Resource Reservation Protocol)在实时业务发送前建立发送通道并预留资源。

它为一个数据流通知其所经过的每个节点（IP 路由器），与端点协商为此数据流提供资源预留。

但RSVP 是以每一个数据流为协商服务对象，在网络流量增长的情况下，路由器转发的数据流个数急剧增长，路由器已经根本不可能再为每个数据流进行复杂的资源预留协议。

而且当由于线路繁忙或路由器故障等原因，路由修改时，需要重新进行一次相对耗时RSVP 过程。

DiffServ 则是一种分散控制策略，它的工作流程是：终端应用设备通过SLA （Service Level Agreement ）与边缘路由器协商获得其应用数据流可得到保证的服务级别。

根据这个服务级别，边缘路由器为每个接收到的数据包打上级别的标记，而核心路由器则只是根据每个包的服务级别的标记决定转发时的调动行为。

MPLS 技术
MPLS(Multiprotocol Label Switching)是多协议标签交换技术，是对ATM 标记交换和IP 路由协议的有机结合。

通过MPLS 的LDP 协议建立IP 的路由表和MPLS 的标记转发表的映射，并根据映射信息为通过MPLS 的网络的流量建立一条标记交换路径（LSP ）——可采取拓扑驱动的方式或数据驱动的方式。

M PLS
网络
由若干LER 和LSR 组成，LER 和LSR 通常是同时具有IP 功能和MPLS 功能的LER 根据已建立的标记路径，将进入MPLS 网络的IP 数据报打上标记，转发到下一个LSR ，LSR 查MPLS 的标记转发表用该标记交换路径中的标记替换数据报的标记，继续转发给后续LSR 直到到达MPLS 网络的边缘LER ，LER 将数据报的标记去掉按IP 数据报向下转发报文。

提 示 所谓的拓扑驱动方式就是给路由表的每一项路由条目建立一条通过MPLS 网络的标记交换路径，而数据驱动的方式是当数据报到达MPLS 网络时才为数据报的目的地所在的路由表项建立一条通过MPLS 网络的标记交换路径。