论文导读：本文首先介绍了路由器的基本概念和及其分类。然后对提高路由器吞吐量的技术、可编程ASIC技术、VPN技术、QoS技术、MPLS技术、多播技术、网管技术等与路由器相关的网络技术进行了全面的分析，并对这些技术的发展作了高度的概括和总结。
关键词：路由器网络技术，网络应用
一、引 言
当前基于IP协议的计算机网络用户数量剧增，网络流量也发展迅速。为了使网络状况更加适应用户的需要，作为网络核心器件的路由器的不断升级换代也就成为大势所趋。下面就从路由器的基本概念和分类入手，对路由器在网络中的应用技术做一个全面的介绍。
二、路由器的基本概念和分类
国际标准化组织（ISO）制定的开放系统互连参考模型（OSI）把网络结构自下而上地分成7个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。路由器是工作在OSI模型的第三层网络层，路由技术主要作用有两点：决定最优路由和转发数据包。路由表中写入各种信息，由路由算法计算出到达目的地址的最佳路径，然后由相对简单直接的转发机制发送数据包。
（一）路由器的基本功能：
1、存储、转发信息及寻找最佳路径的功能。
2、路由功能。包括数据包的路径决策、负载平衡、多媒体传输等。
3、智能化网络服务。包括QoS、访问控制列表、身份认证、授权、计费、链路备份、调试、管理等。
（二）按照路由器的接口、处理能力、吞吐量、提供的协议等可以把路由器分成高、中、低多种档次。
1、高端路由器位于WAN（广域网）骨干网的中心或骨干位置，构成IP网络的核心。
2、中端路由器适合于有分支机构的中小型企业，一般位于路由中心位置上，互连企业网的各个分支机构，
并作为企业网的出口，上行接入高端路由器中。中档路由器边缘可以接入低端系列路由器。对于中小
型企业来说，中端路由器是其网络的中心。
3、低端路由器主要针对接口少，处理能力要求不高等场合。论文参考网。
4、专用路由器：如VPN路由器、加密路由器、语音路由器，通过特殊的附加（软）硬件实现特定功能。
三、主要网络应用
1、提高路由器吞吐量的技术
路由器的吞吐量是指路由器单位时间内能够转发的报文数，通常用pps（PacketPerSecond）表示。以一个典型的企业网为例，一个派驻机构的上行速率有2000pps就够了，分支的核心路由设备必需具有几万pps的吞吐能力，而公司总部的路由中心则可能需要几十万甚至上百万pps的处理能力。
目前主要有下面的提高路由器吞吐量的技术： 改造路由表；采用Cache；采用分布式处理；高层交换；硬件（FPGA/ASIC）转发等。交换式路由器（SwitchRouter）就是利用这些技术的结晶。
2、可编程ASIC技术
ASIC技术能够使得路由器的速度提高并降低制造成本。由于设计生产的投入相当大，ASIC基本上都用于已完全标准化和固化的过程。为了满足计算机网络各种结构和协议的频繁变化的要求，出现了“可编程ASIC”技术。实际应用中多数采用在ASIC芯片中内嵌入专门处理通信协议的CPU，通过改写微码，使其具有处理不同协议的能力。
3、VPN技术
VPN（VirtualPrivateNetwork）虚拟专用网络，是通过一个公用网络（通常是因特网）建立一个临时的、安全的连接，是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定的隧道。通常， VPN 是对企业内部网的扩展，通过它可以帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商同公司的内部网建立可信的安全连接，并保证数据的安全传输。 VPN 可用于不断增长的移动用户的全球因特网接入，以实现安全连接；可用于实现企业网站之间安全通信的虚拟专用线路，用于经济有效地连接到商业伙伴和用户的安全外联网虚拟专用网。
VPN 架构中采用了多种安全机制，如隧道技术（Tunneling ）、加解密技术（ Encryption ）、密钥管理技术、身份认证技术（ Authentication ）等，通过上述的各项网络安全技术，确保资料在公众网络中传输时不被窃取，或是即使被窃取了，对方亦无法读取数据包内所传送的资料。
4、QoS（QualityofService）服务质量
QoS即服务质量，对于网络业务，服务质量包括传输的带宽、传送的时延、数据的丢包率等。在网络中可以通过保证传输的带宽、降低传送的时延、降低数据的丢包率以及时延抖动等措施来提高服务质量。
网络资源总是有限的，只要存在抢夺网络资源的情况，就会出现服务质量的要求。服务质量是相对网络业务而言的，在保证某类业务的服务质量的同时，可能就是在损害其它业务的服务质量。例如，在网络总带宽固定的情况下，如果某类业务占用的带宽越多，那么其他业务能使用的带宽就越少，可能会影响其他业务的使用。因此，网络管理者需要根据各种业务的特点来对网络资源进行合理的规划和分配，从而使网络资源得到高效利用。
5、MPLS（MultiProtocolLabelSwitch）多协议标记交换
多协议标签交换（MPLS）是一种用于快速数据包交换和路由的体系，它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。更特殊的是，它具有管理各种不同形式通信流的机制。MPLS 独立于第二和第三层协议，诸如 ATM 和 IP。它提供了一种方式，将 IP 地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。它是现有路由和交换协议的接口，如 IP、ATM、帧中继、资源预留协议（RSVP）、开放最短路径优先（OSPF）等等。
在 MPLS 中，数据传输发生在标签交换路径（LSP）上。论文参考网。LSP 是每一个沿着从源端到终端的路径上的结点的标签序列。现今使用着一些标签分发协议，如标签分发协议（LDP）、RSVP 或者建于路由协议之上的一些协议，如边界网关协议（BGP）及 OSPF。因为固定长度标签被插入每一个包或信元的开始处，并且可被硬件用来在两个链接间快速交换包，所以使数据的快速交换成为可能。
MPLS 主要设计来解决网路问题，如网路速度、可扩展性、服务质量（QoS）管理以及流量工程，同时也为下一代 IP 中枢网络解决宽带管理及服务请求等问题。
6、多播技术
多播路由的一种常见的思路就是在多播组成员之间构造一棵扩展分布树。在一个特定的“发送源，目的组”对上的IP多播流量都是通过这个扩展树从发送源传输到接受者的，这个扩展树连接了该多播组中所有主机。不同的IP多播路由协议使用不同的技术来构造这些多播扩展树，一旦这个树构造完成，所有的多播流量都将通过它来传播。
根据网络中多播组成员的分布，总的说来IP多播路由协议可以分为以下两种基本类型。第一种假设多播组成员密集地分布在网络中，也就是说，网络大多数的子网都至少包含一个多播组成员，而且网络带宽足够大，这种被称作“密集模式”（Dense-Mode）的多播路由协议依赖于广播技术来将数据“推”向网络中所有的路由器。密集模式路由协议包括距离向量多播路由协议（DVMRP：Distance Vector Multicast RoutingProtocol）、多播开放最短路径优先协议（MOSPF：MulticastOpen Shortest Path First）和密集模式独立多播协议（PIM-DM：Protocol-Independent Multicast-Dense Mode）等。论文参考网。
多播路由的第二种类型则假设多播组成员在网络中是稀疏分散的，并且网络不能提供足够的传输带宽，比如Internet上通过ISDN线路连接分散在许多不同地区的大量用户。在这种情况下，广播就会浪费许多不必要的网络带宽从而可能导致严重的网络性能问题。于是稀疏模式多播路由协议必须依赖于具有路由选择能力的技术来建立和维持多播树。稀疏模式主要有基于核心树的多播协议（CBT：Core Based Tree）和稀疏模式独立协议多播（PIM-SM：Protocol-Independent Multicast-SparseMode）。
7、网管系统
网管在网络运营中起着非常重要的作用。方便、强大的网管可以协助用户有效地管理网络和降低网络维护费用。网管协议非常多，与路由器产品相关的网管协议主要有SNMP、RMON等，其中SNMP最常见。SNMP采用代理（Agent）工作方式，设备侧（路由器上）运行Agent，网管站运行管理软件。代理的作用包括收集路由器统计数据（如端口收发报文总数等）和状态信息（如端口地址等），回答网管站对这些信息的查询；传达网管站的设置命令，如TCP连接复位、配置端口IP地址等；发生异常事件时主动向网管站报告等。
四、结束语
以上是对基于路由器的网络技术进行了简单的介绍。若有不当之处，还请广大读者进行批评指正。相信随着上网用户的越来越多，随着宽带网建设的如火如荼，对路由器技术更新的要求会越来越强烈。我相信，在未来会有适应网络发展要求的新技术不断涌现，并将得到广泛的应用。
参考文献
1．谢希仁.《计算机网络》.电子工业出版社, 2005年1月
2．锐捷网络.《网络互联与实现》.北京希望电子出版社,2006年11月
3．思科网络技术学院.《思科网络技术学院教程》.人民邮电出版社,2007年3月
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