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路由器的发展史

路由器的发展史

作者: papi_k的小茅屋 | 来源:发表于2022-11-21 21:54 被阅读0次

首先说明一下,这里所说的路由器不是我们日常家里所用的WiFi小盒子,而是商用的大型路由器,如下图所示,是它可能的一些样子,有大的小的,高的矮的,贵的便宜的等等。

华为的NE8000全家福

第一台路由器的产生

像微波炉大小的一个盒子

路由器的两大核心功能:逻辑互联与转发。

起着地基或桥梁的作用

路由器发展历程

到目前为止,路由器大约经历了五代的发展历程。

第一代:

图中蓝色的框框可以理解为总线,所有要动脑筋的活交给这个CPU去做。转发和控制都在CPU上做,位于同一个平面。

早先的IP网络并不像现在这样庞大,路由器所连接的设备以及需要处理的业务也都很小。路由器的功能可以使用一台计算机接上多块网卡的方式来实现路由器的功能。CPU则负责路由手机、转发处理、设备管理等等。第一代的路由器主要用于科研和教育机构以及企业连接到互联网,并没有太多的网络连接。

第二代:

随着网络流量的不断增大,为了解决越来越大的CPU和总线负担,将少数常用的路由信息采用Cache技术保留在业务接口卡上,使大多数报文直接通过业务板Cache的路由表进行转发,减少对总线和CPU的请求。只对于Cache中找不到的报文传输到CPU进行处理,这就是第二代路由器。

第二代路由器转发性能提升较大,还可以根据具体的网络环境提供丰富的连接方式和接口密度,在互联网和企业网中得到了广泛的应用。

第三代:

20世纪90年代互联网高速发展,Web技术更是让IP网络得到了迅猛的发展,用户上网的访问内容得到了极大的丰富。为了应对这一局面,人们采用了全分布式结构-路由与转发分离的技术,制造出第三代路由器(每个接业务接口板上都装了CPU)。第三代路由器通过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。

第四代:

90年代中后期,随着IP网络的商业化,Web技术出现以后,互联网技术得到空前的发展,互联网用户呈爆炸式增长。网络流量特别是核心网络的流量以指数级增长,传统的基于软件的IP路由器已经无法满足网络发展的需要。报文处理中需要包含诸如QoS保证、路由查找、二层帧头的剥离/添加等复杂操作,以传统的做法是不可能实现的。于是一些厂商提出了ASIC实现方式,它把转发过程的所有细节全部采用硬件方式来实现。另外在交换网上采用了Crossbar或共享内存的方式解决了内部交换的问题。使得路由器的性能达到千兆比特,即早期的千兆交换式路由器(Gigabit Switch Router,GSR)。

ASIC是专用集成电路,也就是模拟电路。优点是速度快,固化到硬件里,速度得到极大提升。但缺点是片子一旦固化,就难以更改。

第五代:

进入新世纪后,围绕业务能力,厂商对路由器展开了大刀阔斧的改革。网络管理、用户管理、业务管理、MPLS、VPN、可控组播、IP-QoS和流量工程等各种新技术纷纷加入到路由器中。第五代路由器在硬件体系结构上继承了第四代路由器的成果,在关键的IP业务流程处理上则采用了可编程的、专为IP网络设计的网络处理器技术。网络处理器(NP)通常由若干微处理器和一些硬件协处理器组成,多个微处理器并行工作,通过软件来控制处理流程,实现业务灵活性与高性能的有机结合。

第五代路由器的出现,极大地满足了当前数据、语音、图像综合承载的需求,并大大增强了网络对MPLS VPN的支持能力。由于第五代路由器在业务特性上所具有的强大优势,所以已成为当前建设宽带骨干网络、汇聚网络的首选。随着成本的进一步降低与网络业务的进一步丰富,采用网络处理器技术的第五代路由器正在向网络的更低端发展。

好啦,关于路由器的发展史就先简要介绍这么多。

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