第三十章 多協議路由器

  多協議路由器，付新更是知道，1984年12月，思科系統公司（sms,n）在美國成立，創始人是史丹福大學的一對教師夫『婦』，計算機系的計算機中心主任萊昂納德波薩克（leonr_bosk）和商學院的計算機中心主任桑蒂勒納（sny_lerner）。

  這夫『婦』二人設計了叫做「多協議路由器」的聯網設備，用於斯坦福校園網絡（sunet），將校園內不兼容的計算機區域網整合在一起，形成一個統一的網絡。這個聯網設備被認為是聯網時代真正到來的標誌。

  你說，付新這種大科學家轉世的人，如何會不知道呢？

  路由器可以分為第一代單總線單pu結構路由器、第二代單總線主從pu結構路由器、第三代單總線對稱式多pu結構路由器；第四代多總線多pu結構路由器、第五代共享內存式結構路由器、第六代交叉開關體系結構路由器和基於機群系統的路由器等多類。

  路由器具有四個要素：輸入埠、輸出埠、交換開關、路由處理器和其他埠。輸入埠是物理鏈路和輸入包的進口處。

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  埠通常由線卡提供，一塊線卡一般支持4、8或16個埠，一個輸入埠具有許多功能。第一個功能是進行數據鏈路層的封裝和解封裝。

  第二個功能是在轉發表中查找輸入包目的地址從而決定目的埠（稱為路由查找），路由查找可以使用一般的硬體來實現，或者通過在每塊線卡上嵌入一個微處理器來完成。

  第三，為了提高qos（服務質量），埠要對收到的包分成幾個預定義的服務級別。

  第四，埠可能需要運行諸如slp（串行線網際協議）和ppp（點對點協議）這樣的數據鏈路級協議或者諸如pptp（點對點隧道協議）這樣的網絡級協議。[

  一旦路由查找完成，必須用交換開關將包送到其輸出埠。如果路由器是輸入端加隊列的，則有幾個輸入端共享同一個交換開關。這樣輸入埠的最後一項功能是參加對公共資源（如交換開關）的仲裁協議。

  交換開關可以使用多種不同的技術來實現。

  現在使用最多的交換開關技術是總線、交叉開關和共享存貯器。

  最簡單的開關使用一條總線來連接所有輸入和輸出埠，總線開關的缺點是其交換容量受限於總線的容量以及為共享總線仲裁所帶來的額外開銷。

  交叉開關通過開關提供多條數據通路，具有nxn個交叉點的交叉開關可以被認為具有2n條總線。

  如果一個交叉是閉合，輸入總線上的數據在輸出總線上可用，否則不可用。交叉點的閉合與打開由調度器來控制，因此，調度器限制了交換開關的速度。

  在共享存貯器路由器中，進來的包被存貯在共享存貯器中，所交換的僅是包的指針，這提高了交換容量，但是，開關的速度受限於存貯器的存取速度。儘管存貯器容量每18個月能夠翻一番，但存貯器的存取時間每年僅降低5，這是共享存貯器交換開關的一個固有限制。

  輸出埠在包被發送到輸出鏈路之前對包存貯，可以實現複雜的調度算法以支持優先級等要求。與輸入埠一樣，輸出埠同樣要能支持數據鏈路層的封裝和解封裝，以及許多較高級協議。

  路由處理器計算轉發表實現路由協議，並運行對路由器進行配置和管理的軟體。同時，它還處理那些目的地址不在線卡轉發表中的包。

  其他埠一般指控制埠，由於路由器本身不帶有輸入和終端顯示設備，但它需要進行必要的配置後才能正常使用，所以一般的路由器都帶有一個控制埠『onsole『，用來與計算機或終端設備進行連接，通過特定的軟體來進行路由器的配置。所有路由器都安裝了控制台埠，使用戶或管理員能夠利用終端與路由器進行通信，完成路由器配置。

  該埠提供了一個et-232異步串行接口，用於在本地對路由器進行配置（首次配置必須通過控制台埠進行）。

  onsole埠使用配置專用連線直接連接至計算機串口，利用終端仿真程序（如wnows下的『超級終端『）進行路由器本地配置。路由器的onsole埠多為rj-45埠。

  路由器在計算機網絡中有著舉足輕重的地位，是計算機網絡的橋樑。通過它不僅可以連通不同的網絡，還能選擇數據傳送的路徑，並能阻隔非法的訪問。

  多協議路由器作為骨幹網的一個節點，運行一定的_ho網絡路由協議，實現骨幹網路由尋址的功能。

  _ho源於拉丁語，意思是「for_ths」引申為「for_ths_purpose_only」，即「為某種目的設置的，特別的」意思，即ho網絡是一種有特殊用途的網絡。[

  _ho結構是一種省去了線中介設備p而搭建起來的對等網絡結構，只要安裝了線網卡，計算機彼此之間既可實現線互聯；其原理是網絡中的一台計算機主機建立點到點連接，相當於虛擬p，而其他計算機就可以直接通過這個點對點連接進行網絡互聯與共享。

  _ho網絡又稱移動自組網、多跳網絡，具備組網靈活、快捷，不受有線網絡的影響等特點，可廣泛應用於軍事和救援等法或不便預先鋪設網絡設施的場合。

  _ho線網絡具有自身的特殊『性』，在組建實際使用的線工作網絡時，必須充分考慮網絡的應用規模和擴展『性』，以及應用的可靠程度及實時『性』要求，選擇合適的網絡拓撲結構。

  目前_ho線網絡正朝著大規模方向發展，逐漸呈現分級化的趨勢，以兩級式的網絡為代表。

  在兩級式網絡中，網絡分為骨幹網、子網兩級。子網級中，每個子網都可以構成獨立的_ho網絡，可採用不同的路由協議。骨幹網由多協議路由器節點和普通節點構成，其中，普通節點主要完成骨幹網中的數據和控制信息的分發；而多協議路由器除了具備普通節點的功能外還要負責實現對子網的管理、控制和數據交互，是骨幹網的核心設備。

  在分級式_ho網絡中，多協議路由器通過和子網網關進行數據交互實現對子網的管理。子網內的通信類似於一般的_ho網絡；而子網間的通信需要通過子網網關節點和骨幹網節點進行中轉，可分為兩種情況——同一路由器下同構異構子網間的通信以及不同路由器下同構異構子網間的通信。為了實現子網間的有效通信，路由器需要完成多種協議之間的相互轉換。

  nternet接入的需求使得分級式ho網絡必須存在一個接入點p。考慮到網絡環境，這個功能需要由多協議路由器實現。因此，多協議路由器主要實現骨幹網路由尋址、協議轉換、nternet接入的p三大功能。

  一般情況下，ho網中的路由器為車載式或背負式，所以多協議路由器必須有高集成度和移動『性』。

  多協議路由器的硬體結構分為兩部分：一部分為核心模塊部分，由微控制器模塊和存儲器模塊組成；另一部分為通信接口模塊部分，由異步串行控制和收發模塊、乙太網控制和收發模塊及通用串行總線usb接口模塊組成。

  核心模塊部分，微處理器模塊主要負責處理數據。

  存儲器模塊分為兩部分：一部分為flsh，作為程序存儲器，用於存儲『操』作系統內核、各種路由協議和路由表常量；另一部分為srm，作為數據存儲器，用作『操』作系統和各種路由程序的運行空間。

  通信接口模塊中，異步串行控制和收發模塊用於與多個骨幹網節點線連接的同時，連接多個子網網關pru。乙太網控制和收發模塊可以實現nternet接入功能。usb接口模塊用作連接網絡設備控制終端，以及實現路由器對usb設備的存儲控制。

  「周部長，這可是好東西哇！」付新把資料粗略地看了一遍，樂呵呵地笑道。

  周正明點了點頭，吩咐道：「這東西怎麼來的，我就不告訴你了，你自己去猜！但是我可以告訴你，這可是史丹福大學裡面出來的，得到這份資料很不容易，你不要泄『露』出去，看過了就收好，給其他人看，一定要給你信得過的人，一定要謹記！」

  「周部長，您就放心吧，我知道這東西的重要『性』，多協議路由器是1984年12月，思科公司弄出來的，所以這可是先進技術，我知道它的重要『性』，一定會保管好的！」付新認真地說道，其他不用周正明說，他也知道了這東西怎麼了的，或許，這還是一份沾了血的資料，他必須要好好珍惜！

  「對了，付新，京城元件三廠，給他們的領導一個教訓就可以了，別做得太狠了，畢竟他們跟國防科工委有合作，影響了他們的生產，到時候我們這邊也不好交代！」周正明又叮囑道。

  「好的。」付新若有所思地點了點頭！他付新喜歡趕盡殺絕，但同時，打臉什麼的，他同意喜歡玩。

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