從1961年美國麻省理工學院(MIT)的Leonard Kleinrock博士發表分組交換技術的論文,到1986年思科公司推出臺多協議路由器,使得世界各地的計算設備和網絡聯結起來,這期間經歷了二十多年的探索。如今已是2006年,我們來回首一下在剛剛過去的二十年間,路由器技術領域發生了怎樣的變遷。
路由器領域的次技術飛躍是1997年前后,專用集成電路(ASIC)技術首度在路由識別、計算和轉發上成功應用。ASIC與通用集成電路相比,具有體積更小、重量更輕、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增強等優點,使得路由器在數據轉發功能上有了大的飛躍。
但是,由于ASIC是針對特定用戶要求和特定電子系統的需求而設計、制造的集成電路,因此不可避免的帶來開放性不足,可擴展性差等問題,且用戶對ASIC的功能需求各異,批量又較少,對芯片廠商的設計和生產周期挑戰極大,導致芯片設計和生產成本居高不下。這些因素限制了ASIC在路由器領域的大規模應用,促使人們去尋求更好的解決方法。
路由器領域的第二次重大技術飛躍是在2000年后,網絡處理器(NP)被廣泛應用于實現報文處理、協議分析、路由計算,在近兩年甚至部分實現了語音/數據集成、防火墻和QoS等功能。具有分布式處理能力的交換式路由器,徹底顛覆了傳統路由器單個CPU、共享總線式的體系結構,由各個接口板卡的獨立CPU,專門負責接收和發送本接口數據包,管理接收發送隊列、查詢路由表并作出轉發決定等,而主控CPU僅完成路由器配置控制管理等非實時功能。
這種分布式體系結構路由器的優點是本地轉發/過濾數據包的決定由每個接口的專用CPU來完成,對數據包的處理被分散到每塊接口卡上。線路板上有專用芯片完成二層、三層乃至四層的轉發處理工作,硬件實現使轉發能夠達到線速,減少了路由器成為網絡瓶頸的可能。
然而,單總線結構路由器的一個缺陷就是一次只能有一個分組從入口交換到出口。為了能在入口和出口之間有多條數據傳輸通路,進一步提高系統的吞吐率,人們借鑒ATM交換機結構的優點,逐漸拋棄容易造成擁塞的共享式總線,開始采用交換式路由技術,在交換結構設計中借鑒巨型計算機內部互連網絡的設計或引入光交換結構,形成了目前為先進的多級交換結構的新一代路由器系統。
或許人們可以沾沾自喜一下,在過去的二十年里,芯片技術、光交換技術等領域的進步,使得路由器的結構和性能發生了翻天覆地的變化,路由器由一個簡單的多協議數據轉發設備變成了今天互聯網上重要的關口和要道。
然而,我們也應該看到,今天的互聯網與二十年前的互聯網已經大不相同,早期互聯網的諸多特性(如端到端的透明性、提供無差別的服務、用戶的自律性,以及盡力而為的傳輸能力、網絡無管理等)正在被破壞或者改變。電信多業務承載網絡的IP化趨勢,將會使得更多的控制和管理的功能(安全性、QoS、移動性、多業務集成等)被加到路由器上,路由器技術領域將會面臨前所未有的性能和功能的雙重挑戰。路由器技術領域需要更多的創新來滿足未來網絡的需要。
路由器技術領域需要新的突破
更新時間: 2006-07-21 13:23:23來源: 粵嵌教育瀏覽量:664