路由器技術發(fā)展到現(xiàn)階段已經(jīng)歷了3代的發(fā)展,并在繼續(xù)演進。
第一代路由器是由軟件集中進行IP包轉(zhuǎn)發(fā)的,所有的IP包都要經(jīng)過中心CPU進行轉(zhuǎn)發(fā)處理,吞吐率比較低,轉(zhuǎn)發(fā)能力約幾萬包每秒。
第二代路由器是基于軟件的分布式轉(zhuǎn)發(fā),每個接口板上都有CPU,主控板生成的路由表被下發(fā)到各接口板形成轉(zhuǎn)發(fā)表,每塊接口板根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表獨立進行轉(zhuǎn)發(fā)工作,轉(zhuǎn)發(fā)能力超過100萬包每秒。第二代路由器的技術要點是各接口板轉(zhuǎn)發(fā)表的刷新和同步技術。
由于CPU的處理能力增長是每18個月翻一番,而因特網(wǎng)的流量卻每6個月就翻一番,因此基于軟件轉(zhuǎn)發(fā)的路由器一度成為網(wǎng)絡中的瓶頸。90年代后期,IP業(yè)務呈爆炸式發(fā)展,路由器技術也實現(xiàn)了向第三代的飛躍,并在接口速率上超過了一度有望成為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡主要技術的ATM。目前,ATM交換機的高速接口只達到了2.5Gbit/s,而高速路由器的最高端口速率已達到10Gbit/s。同時,由于IP技術自身的QoS技術不斷發(fā)展,非凡是MPLS技術的引入,QoS問題正在IP領域逐步得到解決,高速路由器重新占據(jù)了IP網(wǎng)絡的核心位置。
第三代路由器基于硬件進行IP包的轉(zhuǎn)發(fā),轉(zhuǎn)發(fā)引擎可以是ASIC(專用集成電路),也可以是專門為IP轉(zhuǎn)發(fā)而設計的網(wǎng)絡處理器。代表性的產(chǎn)品有華為公司的NetEngine 50高速路由器和Cisco的12000系列路由器等。轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速率達到了數(shù)千萬包每秒,能夠充分利用傳輸技術進步提供的大量帶寬。
盡管包轉(zhuǎn)發(fā)技術的基礎已經(jīng)發(fā)生了變化,但路由器需要完成的任務卻是相同的:檢查進入的數(shù)據(jù)包,將其目標地址與路由表中的項目相比較,然后從正確的端口發(fā)送出去。在這一過程中,數(shù)據(jù)包還接受一些額外處理任務,如QoS判定、流量工程、流量統(tǒng)計等。
高速路由器通常由主控板、交換板、線路接口板組成,它們通過高速背板連接,插在一個具有電源、風扇的機框中組成一臺完整的路由器。