路由器的参数剖析.doc

路由器 : 类型 路由器产品，按照不同的划分标准有多种类型。常见的分类有以下几类： 按性能档次分为高、中、低档路由器。 通常将路由器吞吐量大于40Gbps的路由器称为高档路由器，背吞吐量在25Gbps40Gbps之间的路由器称为中档路由器，而将低于25Gbps的看作低档路由器。当然这只是一种宏观上的划分标准，各厂家划分并不完全一致，实际上路由器档次的划分不仅是以吞吐量为依据的，是有一个综合指标的。以市场占有率最大的Cisco公司为例，12000系列为高端路由器，7500以下系列路由器为中低端路由器。 从结构上分为“模块化路由器”和“非模块化路由器”。 模块化结构可以灵活地配置路由器，以适应企业不断增加的业务需求，非模块化的就只能提供固定的端口。通常中高端路由器为模块化结构，低端路由器为非模块化结构。 从功能上划分，可将路由器分为“骨干级路由器”，“企业级路由器”和“接入级路由器”。 骨干级路由器是实现企业级网络互连的关键设备，它数据吞吐量较大，非常重要。对骨干级路由器的基本性能要求是高速度和高可靠性。为了获得高可靠性，网络系统普遍采用诸如热备份、双电源、双数据通路等传统冗余技术，从而使得骨干路由器的可靠性一般不成问题。 企业级路由器连接许多终端系统，连接对象较多，但系统相对简单，且数据流量较小，对这类路由器的要求是以尽量便宜的方法实现尽可能多的端点互连，同时还要求能够支持不同的服务质量。 接入级路由器主要应用于连接家庭或ISP内的小型企业客户群体。 按所处网络位置划分通常把路由器划分为“边界路由器”和“中间节点路由器”。 很明显边界路由器是处于网络边缘，用于不同网络路由器的连接；而中间节点路由器则处于网络的中间，通常用于连接不同网络，起到一个数据转发的桥梁作用。由于各自所处的网络位置有所不同，其主要性能也就有相应的侧重，如中间节点路由器因为要面对各种各样的网络。如何识别这些网络中的各节点呢？靠的就是这些中间节点路由器的MAC地址记忆功能。基于上述原因，选择中间节点路由器时就需要在MAC地址记忆功能更加注重，也就是要求选择缓存更大，MAC地址记忆能力较强的路由器。但是边界路由器由于它可能要同时接受来自许多不同网络路由器发来的数据，所以这就要求这种边界路由器的背板带宽要足够宽，当然这也要与边界路由器所处的网络环境而定。 从性能上可分为“线速路由器”以及“非线速路由器”。 所谓线速路由器就是完全可以按传输介质带宽进行通畅传输，基本上没有间断和延时。通常线速路由器是高端路由器，具有非常高的端口带宽和数据转发能力，能以媒体速率转发数据包；中低端路由器是非线速路由器。但是一些新的宽带接入路由器也有线速转发能力。 路由器 : 网络协议 网络协议即网络中（包括互联网）传递、管理信息的一些规范。如同人与人之间相互交流是需要遵循一定的规矩一样，计算机之间的相互通信需要共同遵守一定的规则，这些规则就称为网络协议。常见的协议有：TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX。用户如果访问Internet，则必须在网络协议中添加TCP/IP协议。 TCP/IP是“transmission Control Protocol/Internet Protocol”的简写，中文译名为传输控制协议/互联网络协议）协议， TCP/IP（传输控制协议/网间协议）是一种网络通信协议，它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。TCP/IP是INTERNET的基础协议，也是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。在数据传送中，可以形象地理解为有两个信封，TCP和IP就像是信封，要传递的信息被划分成若干段，每一段塞入一个TCP信封，并在该信封面上记录有分段号的信息，再将TCP信封塞入IP大信封，发送上网。在接受端，一个TCP软件包收集信封，抽出数据，按发送前的顺序还原，并加以校验，若发现差错，TCP将会要求重发。因此，TCP/IP在INTERNET中几乎可以无差错地传送数据。 对普通用户来说，并不需要了解网络协议的整个结构，仅需了解IP的地址格式，即可与世界各地进行网络通信。 IPX/SPX是基于施乐的XEROXS Network System（XNS）协议，而SPX是基于施乐的XEROXS SPP（Sequenced Packet Protocol：顺序包协议）协议，它们都是由novell公司开发出来应用于局域网的一种高速协议。它和TCP/IP的一个显著不同就是它不使用ip地址，而是使用网卡的物理地址即（MAC）地址。在实际使用中，它基本不需要什么设置，装上就可以使用了。由于其在网络普及初期发挥了巨大的作用，所以得到了很多厂商的支持，包括microsoft等，到现在很多软件和硬件也均支持这种协议。 NetBEUI即NetBios Enhanced User Interface ，或NetBios增强用户接口。它是NetBIOS协议的增强版本，曾被许多操作系统采用，例如Windows for Workgroup、Win 9x系列、Windows NT等。NETBEUI协议在许多情形下很有用，是WINDOWS98之前的操作系统的缺省协议。总之NetBEUI协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于在“网络邻居”传送数据。所以建议除了TCP/IP协议之外，局域网的计算机最好也安上NetBEUI协议。另外还有一点要注意，如果一台只装了TCP/IP协议的WINDOWS98机器要想加入到WINNT域，也必须安装NetBEUI协议。 路由器 : 广域网接口 路由器不仅能实现局域网之间连接，更重要的应用还是在于局域网与广域网、广域网与广域网之间的相互连接。路由器与广域网连接的接口称之为广域网接口（WAN接口）。路由器中常见的广域网接口有以下几种。 （1）RJ-45端口 （2）AUI端口 （3）高速同步串口 （4）异步串口 （5）ISDN BRI端口 RJ-45端口是我们最常见的端口了，它是我们常见的双绞线以太网端口，因为在快速以太网中也主要采用双绞线作为传输介质，所以根据端口的通信速率不同RJ-45端口又可分为10Base-T网RJ-45端口和100Base-TX网RJ-45端口两类。其中10Base-T网的RJ-45 端口在路由器中通常是标识为“ETH”，而100Base-TX 网的RJ-45端口则通常标识为“10/100bTX”，这主要是现在快速以太网路由器产品多数还是采用10/100Mbps带宽自适应的。其实这两种RJ-45端口仅就端口本身而言是完全一样的，但端口中对应的网络电路结构是不同的，所以也不能随便接。 AUI端口是用来与粗同轴电缆连接的接口，它是一种D型15针接口，这在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现与10Base-5网络的连接，但更多的是借助于外接的收发转发器（AUI-to-RJ-45），实现与10Base-T以太网络的连接。当然也可借助于其他类型的收发转发器实现与细同轴电缆（10Base-2）或光缆（10Base-F）的连接。这里所讲的路由器AUI接口主要是用粗同轴电缆作为传输介质的网络进行连接用的。 在路由器的广域网连接中，应用最多的端口还要算高速同步串口（SERIAL）了，这种端口主要是用于连接目前应用非常广泛的DDN、帧中继（Frame Relay）、X.25、PSTN（模拟电话线路）等网络连接模式。在企业网之间有时也通过DDN或X.25等广域网连接技术进行专线连接。这种同步端口一般要求速率非常高，因为一般来说通过这种端口所连接的网络的两端都要求实时同步。 异步串口（ASYNC）主要是应用于Modem或Modem池的连接，用于实现远程计算机通过公用电话网拨入网络。这种异步端口相对于上面介绍的同步端口来说在速率上要求宽松许多，因为它并不要求网络的两端保持实时同步，只要求能连续即可。所以我们在上网时所看到的并不一定就是网站上实时的内容，但这并不重要，因为毕竟这种延时是非常小的，重要的是在浏览网页时能够保持网页正常的下载 ISDN BRI端口用于ISDN线路通过路由器实现与Internet或其他远程网络的连接，可实现128Kbps的通信速率。ISDN有两种速率连接端口，一种是ISDN BRI（基本速率接口），另一种是ISDN PRI（基群速率接口），ISDN BRI端口是采用RJ-45标准，与ISDN NT1的连接使用RJ-45-to-RJ-45直通线。 路由器 : 处理器 与计算机一样，路由器也包含了一个中央处理器,也就是所说的CPU。不同系列和型号的路由器，其中的CPU也不尽相同。Cisco路由器一般采用Motorola 68030和Orion/R4600两种处理器。 无论在中低端路由器还是在高端路由器中，CPU都是路由器的心脏。通常在中低端路由器当中，CPU负责交换路由信息、路由表查找以及转发数据包。在路由器中，CPU的能力直接影响路由器的吞吐量（路由表查找时间）和路由计算能力（影响网络路由收敛时间）。在高端路由器中，通常包转发和查表由ASIC芯片完成，CPU只实现路由协议、计算路由以及分发路由表。由于技术的发展，路由器中许多工作都可以由硬件实现（专用芯片）。CPU性能并不完全反映路由器性能。路由器性能由路由器吞吐量、时延和路由计算能力等指标体现。 路由器 : 其他端口 其他端口一般指控制端口，由于路由器本身不带有输入和终端显示设备，但它需要进行必要的配置后才能正常使用，所以一般的路由器都带有一个控制端口Console，用来与计算机或终端设备进行连接，通过特定的软件来进行路由器的配置。所有路由器都安装了控制台端口，使用户或管理员能够利用终端与路由器进行通信，完成路由器配置。该端口提供了一个EIA/TIA-232异步串行接口，用于在本地对路由器进行配置（首次配置必须通过控制台端口进行）。 Console端口使用配置专用连线直接连接至计算机串口，利用终端仿真程序（如Windows下的超级终端）进行路由器本地配置。路由器的Console端口多为RJ-45端口。如下图就包含了一个Console配置端口。 除了本地对路由器进行配置的 Console端口外，另一种是远程配置时采用的AUX端口（上图右AUX字样），当需要通过远程访问的方式实现对路由器的配置时，就需要采用AUX端口进行了。AUX接口在外观上其实与上面所介绍的RJ-45结构一样，只是里面所对应的电路不同，实现的功能也不同而已。根据Modem所使用的端口情况不同，来确定通过AUX端口与Modem进行连接必须借助于RJ-45 to DB9或RJ-45 to DB25的收发器的选择。 路由器 : 内存 路由器中可能有多种内存，例如Flash（闪存）、DRAM（动态内存）等。内存用作存储配置、路由器操作系统、路由协议软件等内容。在中低端路由器中，路由表可能存储在内存中。通常来说路由器内存越大越好（不考虑价格）。但是与CPU能力类似，内存同样不直接反映路由器性能与能力。因为高效的算法与优秀的软件可能大大节约内存。 路由器采用了以下几种不同类型的内存，每种内存以不同方式协助路由器工作。 只读内存(ROM) 闪存(FLASH) 随机存取内存(RAM) 非易失性RAM(NVRAM) 1.只读内存（ROM） 只读内存（ROM）在Cisco路由器中的功能与计算机中的ROM相似，主要用于系统初始化等功能。 ROM中主要包含： （1）系统加电自检代码（POST），用于检测路由器中各硬件部分是否完好； （2）系统引导区代码（BootStrap），用于启动路由器并载入IOS操作系统； （3）备份的IOS操作系统，以便在原有IOS操作系统被删除或破坏时使用。通常，这个IOS比现运行IOS的版本低一些，但却足以使路由器启动和工作。顾名思义，ROM是只读存储器，不能修改其中存放的代码。如要进行升级，则要替换ROM芯片。 2.闪存（Flash） 闪存（Flash）是可读可写的存储器，在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。Flash中存放着当前使用中的IOS。事实上，如果Flash容量足够大，甚至可以存放多个操作系统，这在进行IOS升级时十分有用。当不知道新版IOS是否稳定时，可在升级后仍保留旧版IOS，当出现问题时可迅速退回到旧版操作系统，从而避免长时间的网路故障。 3.非易失性RAM(NVRAM) 非易失性RAM(Nonvolatile RAM)是可读可写的存储器，在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。由于NVRAM仅用于保存启动配置文件（Startup-Config），故其容量较小，通常在路由器上只配置32KB128KB大小的NVRAM。同时，NVRAM的速度较快，成本也比较高。 4.随机存储器(RAM) RAM也是可读可写的存储器，但它存储的内容在系统重启或关机后将被清除。和计算机中的RAM一样，Cisco路由器中的RAM也是运行期间暂时存放操作系统和数据的存储器，让路由器能迅速访问这些信息。RAM的存取速度优于前面所提到的3种内存的存取速度。 运行期间，RAM中包含路由表项目、ARP缓冲项目、日志项目和队列中排队等待发送的分组。除此之外，还包括运行配置文件（Running-config）、正在执行的代码、IOS操作系统程序和一些临时数据信息。 路由器的类型不同，IOS代码的读取方式也不同。如Cisco 2500系列路由器只在需要时才从Flash中读入部分IOS；而Cisco 4000系列路由器整个IOS必须先全部装入RAM才能运行。因此，前者称为Flash运行设备（Run from Flash），后者称为RAM运行设备（Run from RAM）。 路由器 : 网络标准 局域网（LAN）的结构主要有三种类型：以太网（Ethernet）、令牌环（Token Ring）、令牌总线(Token Bus)以及作为这三种网的骨干网光纤分布数据接口（FDDI）。它们所遵循的都是IEEE（美国电子电气工程师协会）制定的以802开头的标准,目前共有11个与局域网有关的标准,它们分别是： IEEE 802.1 通用网络概念及网桥等 IEEE 802.2 逻辑链路控制等 IEEE 802.3CSMA/CD访问方法及物理层规定 IEEE 802.4ARCnet总线结构及访问方法,物理层规定 IEEE 802.5Token Ring访问方法及物理层规定等 IEEE 802.6 城域网的访问方法及物理层规定 IEEE 802.7 宽带局域网 IEEE 802.8 光纤局域网(FDDI) IEEE 802.9 ISDN局域网 IEEE 802.10 网络的安全 IEEE 802.11 无线局域网 路由器 : 局域网接口 局域网接口主要是用于路由器与局域网进行连接，因局域网类型也是多种多样的，所以这也就决定了路由器的局域网接口类型也可能是多样的。不同的网络有不同的接口类型，常见的以太网接口主要有AUI、BNC和RJ-45接口，还有FDDI、ATM、光纤接口，这些网络都有相应的网络接口，下面是主要的几种局域网接口。 （1）AUI端口 （2）RJ-45端口 （3）SC端口 AUI端口是用来与粗同轴电缆连接的接口，它是一种D型15针接口，这在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现与10Base-5网络的连接，但更多的是借助于外接的收发转发器（AUI-to-RJ-45），实现与10Base-T以太网络的连接。当然也可借助于其他类型的收发转发器实现与细同轴电缆（10Base-2）或光缆（10Base-F）的连接。这里所讲的路由器AUI接口主要是用粗同轴电缆作为传输介质的网络进行连接用的 RJ-45端口是我们最常见的端口了，它是我们常见的双绞线以太网端口，因为在快速以太网中也主要采用双绞线作为传输介质，所以根据端口的通信速率不同RJ-45端口又可分为10Base-T网RJ-45端口和100Base-TX网RJ-45端口两类。其中10Base-T网的RJ-45 端口在路由器中通常是标识为“ETH”，而100Base-TX 网的RJ-45端口则通常标识为“10/100bTX”，这主要是现在快速以太网路由器产品多数还是采用10/100Mbps带宽自适应的。其实这两种RJ-45端口仅就端口本身而言是完全一样的，但端口中对应的网络电路结构是不同的，所以也不能随便接。 SC端口也就是我们常说的光纤端口，它是用于与光纤的连接，一般来说这种光纤端口是不太可能直接用光纤连接至工作站，一般是通过光纤连接到快速以太网或千兆以太网等具有光纤端口的交换机。这种端口一般在高档路由器才具有，都以100b FX标注。 路由器 : QoS支持 QoS的英文全称为Quality of Service，中文名为服务质量。QoS是网络的一种安全机制, 是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。现在的路由器一般均支持QoS。 路由器上的QoS可以通过下面几种手段获得： 通过大带宽得到 在路由器上除增加接口带宽以外不作任何额外工作来保障QoS。由于数据通信没有相应公认的数学模型作保障，该方法只能粗略地使用经验值作估计。通常认为当带宽利用率到达50以后就应当扩容，保证接口带宽利用率小于50。 通过端到端带宽预留实现 该方法通过使用RSVP或者类似协议在全网范围内通信的节点间端到端预留带宽。该方法能保证QoS，但是代价太高，通常只在企业网或者私网上运行，在大网公网上无法实现。 通过接入控制、拥塞控制和区分服务等方式得到 该方式无法完全保证QoS。这能与增加接口带宽等方式结合使用，在一定程度上提供相对的CoS。 通过MPLS流量工程得到路由器 : 支持VPN VPN的英文全称是“Virtual Private Network”，翻译过来就是“虚拟专用网络”。顾名思义，虚拟专用网络我们可以把它理解成是虚拟出来的企业内部专线。早期的路由器可能不支持VPN功能。现在的路由器产品基本都支持VPN功能。路由器 : 端口类型 端口类型是指交换机上的端口是以太网、令牌环、FDDI还是ATM等类型，一般来说固定端口交换机只有单一类型的端口，适合中小企业或个人用户使用，而模块化交换机由于可以有不同介质类型的模块可供选择，故端口类型更为丰富，这类交换机适合部门级以上级别用户选择。 快速以太网交换机端口类型一般包括10Base-T、100Base-TX、100Base-FX，其中10Base-T和100Base-TX一般是由10M/100M自适应端口提供，即通常我们所讲的RJ-45端口。如下图左图所示为10Base-T 网RJ-45端口，而右图所示的为10/100Base-TX网RJ-45端口。其实这两种RJ-45端口仅就端口本身而言是完全一样的，但端口中对应的网络电路结构是不同的，所以也不能随便接。 路由器 : 包转发率 包转发率，也称端口吞吐量，是指路由器在某端口进行的数据包转发能力，单位通常使用pps（包每秒）来衡量。一般来讲，低端的路由器包转发率只有几K到几十Kpps，而高端路由器则能达到几十Mpps（百万包每秒）甚至上百Mpps。如果小型办公使用，则选购转发速率较低的低端路由器即可，如果是大中型企业部门应用，就要严格这个指标，建议性能越高越好。 路由器 : 认证认证的官方含义是：由可以充分信任的第三方证实某一经鉴定的产品或服务符合特定标准或规范性文件的活动。NAS产品的认证通常是指是否通过国际上通用的安全标准。常见的安全认证有以下几个： FCC认证 FCC（Federal Communications Commission，美国联邦通信委员会）通过控制无线电广播、电视、电信、卫星和电缆来协调国内和国际的通信。 CSA认证 CSA（Canadian Standards Association）提供对机械、建材、电器、电脑设备、办公设备、环保、医疗防火安全、运动及娱乐等方面的所有类型的产品提供安全认证。 CE认证 CE（CONFORMITE EUROPEENNE）提供产品是否符合有关欧洲指令规定的主要要求Essential Requirements。 TUV认证 TUV提供对无线电及通讯类产品认证的咨询服务。 UL认证 UL（Underwriter Laboratories Inc.）采用科学的测试方法来研究确定各种材料、装置、产品、设备、建筑等对生命、财产有无危害和危害的程度；确定、编写、发行相应的标准和有助于减少及防止造成生命财产受到损失的资料，同时开展实情调研业务。路由器 : 内存 路由器中可能有多种内存，例如Flash（闪存）、DRAM（动态内存）等。内存用作存储配置、路由器操作系统、路由协议软件等内容。在中低端路由器中，路由表可能存储在内存中。通常来说路由器内存越大越好（不考虑价格）。但是与CPU能力类似，内存同样不直接反映路由器性能与能力。因为高效的算法与优秀的软件可能大大节约内存。 路由器采用了以下几种不同类型的内存，每种内存以不同方式协助路由器工作。 只读内存(ROM) 闪存(FLASH) 随机存取内存(RAM) 非易失性RAM(NVRAM) 1.只读内存（ROM） 只读内存（