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網絡通信中路由器技術探究
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摘 要：隨著現代社會的Internet不斷發展擴大，路由器應用范圍越來越廣。寬帶路由器是為了給用戶解決網絡共享的問題，作為通信網絡的樞紐，性能好壞直接影響著網絡傳輸的效果及性能。本文介紹了路由器的分類和功能，著重對網絡通信中路由器主要技術進行分析。
關鍵詞：網絡通信 路由器 技術分析
1.路由器的概念、功能及分類
在OSI/RM中完成參考模型第三層或網絡層的數據包存儲和分組轉發的網絡設備就是路由器。一般情況下，多個子網和異種網絡的互聯都是通過路由器完成的。兩個局域網的網絡層之間傳輸數據時，兩個局域網幀中的地址將會發生變化，網絡之間的數據傳輸路由去向，就是由路由器決定的。
路由器的功能就是將不同的子網之間的數據進行傳遞。具體功能有以下幾點：
(1)實現IP、TCP、UDP、ICMP等網絡的互連。
(2)對數據進行處理。收發數據包，具有對數據的分組過濾，復用，加密，壓縮及防護墻等各項功能。
(3)依據路由表的信息，對數據包下一傳輸目的地進行選擇。
(4)進行外部網關協議和其他自制域之間拓撲信息的交換。
(5)實現網絡管理和系統支持功能。
路由器可以從功能和結構兩部分進行分類。
(1)功能上可以劃分為：骨干級、企業級和接入級路由器。骨干級路由器數據吐量較大且重要，是企業級網絡實現互連的關鍵。骨干級路由器要求性能的高速度及高可靠性。網絡通常采用熱備份、雙電源和雙數據通路等技術來確保其可靠性。企業級路由器連接對象為許多終端系統，簡單且數據流量較小。
(2)結構上可以劃分為：模塊化和非模塊化路由器。模塊化路由器可以實現路由器的靈活配置，適應企業的業務需求;非模塊化路由器只能提供固定單一的端口。通常情況下，高端路由器是模塊化結構，低端路由器是非模塊化結構的。
2.路由器的主要技術分析
2.1 背板結構
路由器的核心是背板，高效率的背板有助于提高路由器的性能。由于傳統的共享總線式背板無法滿足路由器的需要，所以采用結構可以用不同技術實現的交換式背板。Banyan結構、Crossbar結構以及并行共享存儲結構是交換式背板常用結構。Banyan結構采用自路由技術和多級緩沖結構;Crossba結構是單級、單通路、非阻塞的結構，采用的是全互聯網交換結構;并行共享儲存結構是目前研究的一個熱點。
2.2 移動IP技術
LETF建立了一個工作組來解決人們想要在任何地點都能夠將計算機、筆記本連接到Internet的方案，工作組整理出了實現任何一個方案所要滿足的條件，有以下幾點：
(1)每一臺主機必須確保在任何一個地方都能夠使用其IP地址;
(2)固定的主機，不能改動軟件設備;路由器軟件和路由表也不能隨意的改動;
2.3 IPv6技術
現有互聯網是在IPv4協議基礎上運行操作的。隨著互聯網的迅速發展，Web的出現導致互聯網形成爆炸性的發展，IPv4所定義的有限地址空間不足， IP地址空前緊張，影響互聯網的進一步發展，于是便提出下一版的互聯網協議——IPv6。IPv6采用128位地址長度，提供地址幾乎不受限制，不僅解決了IPv4不能解決的難題，還在IP層增加了認證、加密的安全措施，保證了安全性。IPv6具有擴大地址空間、將網絡的整體吞吐量提高、有效地改善服務質量、保證安全性、移動性，并支持即插即用，實現多播功能等優勢。
2.4 VPN技術
VPN(虛擬專用網)是路由器技術中最重要的一種。VPN指在建筑在上能夠進行自我管理的專用網絡。在上，VPN用戶可以控制自己與其他使用者之間的聯系，可以同時支持撥號的用戶使用。成功的VPN具備這些特點：安全保障、服務質量保障、具備可擴充性、靈活性和可管理性。
2.5 VPRN技術
VPRN是日常網絡中的虛擬專用路由網。VPRN可以將位于不同物理局域網段的設備相互之間如同在同一網段中一樣，進行直接的通信。包括的業務有：使用傳統的VPN協議和MPLS方式的VPN。解決路由器VPN技術的方案有：對訪問控制進行設定;對通信數據進行加密;NAT(網絡地址轉換協議)技術。
2.6 QoS技術
QoS即為服務質量。早先，QoS只是在ATM中專用，但由于IP作為一個打包的協議不能滿足多媒體信息越來越多的應用，造成延遲長且不是定值的問題，丟包造成信號失真大、不連續等。廠商提供了若干的解決方案：
①優先級的某些設備數據包發送可以后到先傳;
②如果用戶的哪種協議優先級較高，Intel和 Cisco都支持其后到先傳;
③做鏈路整合MLPPP，Cisco支持采用把連接兩點的多條線路匯聚在一起的方式來提高寬帶;
④做資源預留PSVP，將一部分的寬帶以固定的形式分給多媒體信號，不論其他的協議如何的擁擠，這部分寬帶都不會被占用。
3.總結
通過對路由器各項技術的研究分析，深刻的認識到路由器是復雜的網絡設備系統。對路由器技術的提高也將產生新的挑戰。路由器的性能好壞對整個網絡的通信質量和性能都產生著直接影響，所以未來的路由器發展，不僅需要具備較高的數據傳送率，更要考慮IP網絡向綜合業務方向的發展，相應的QoS保障的提供等。IP技術在電信網絡中必將占據主導地位，路由器作為互聯網IP的核心設備，也定會取得更大的發展，新一代的計算機網絡技術在全面發展方向肯定會有嶄新的未來。
參考文獻：
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