路由器的基本物理結構
1,從體系結構上看,路由器可以分為第壹代單總線單CPU結構路由器、第二代單總線主從CPU結構路由器、第三代單總線對稱式多CPU結構路由器;第四代多總線多CPU結構路由器、第五代***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。
2,路由器具有四個要素:輸入端口、輸出端口、交換開關、路由處理器和其他端口。輸入端口是物理鏈路和輸入包的進口處。端口通常由線卡提供,壹塊線卡壹般支持4、8或16個端口,壹個輸入端口具有許多功能。第壹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端口(稱為路由查找),路由查找可以使用壹般的硬件來實現,或者通過在每塊線卡上嵌入壹個微處理器來完成。第三,為了提高QoS(服務質量),端口要對收到的包分成幾個預定義的服務級別。第四,端口可能需要運行諸如SLIP(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。壹旦路由查找完成,必須用交換開關將包送到其輸出端口。如果路由器是輸入端加隊列的,則有幾個輸入端***享同壹個交換開關。這樣輸入端口的最後壹項功能是參加對公***資源(如交換開關)的仲裁協議。
3,交換開關可以使用多種不同的技術來實現。迄今為止使用最多的交換開關技術是總線、交叉開關和***享存貯器。最簡單的開關使用壹條總線來連接所有輸入和輸出端口,總線開關的缺點是其交換容量受限於總線的容量以及為***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N×N個交叉點的交叉開關可以被認為具有2N條總線。如果壹個交叉是閉合,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***享存貯器路由器中,進來的包被存貯在***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。盡管存貯器容量每18個月能夠翻壹番,但存貯器的存取時間每年僅降低5%,這是***享存貯器交換開關的壹個固有限制。
4,輸出端口在包被發送到輸出鏈路之前對包存貯,可以實現復雜的調度算法以支持優先級等要求。與輸入端口壹樣,輸出端口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。
5,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件。同時,它還處理那些目的地址不在線卡轉發表中的包。
6,其他端口壹般指控制端口,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,所以壹般的路由器都帶有壹個控制端口"Console",用來與計算機或終端設備進行連接,通過特定的軟件來進行路由器的配置。所有路由器都安裝了控制臺端口,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。該端口提供了壹個EIA/TIA-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臺端口進行)。
7,Console端口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Windows下的"超級終端")進行路由器本地配置。路由器的Console端口多為RJ-45端口。,