探究寬帶路由器核心技術
我國的寬帶路由器發展非常迅速,其技術也在不斷的完善,首先讓大家了解下路由器的處理器,然后全面介紹路由器的內存。隨著網絡的發展,寬帶路由器的應用越來廣泛。寬帶路由器給網絡共享提供了***的解決方案,作為一種接入路由器,寬帶路由器最初的目的就是用戶解決網絡共享。寬帶路由器在保證價格低廉的前提下保證了用戶對速度的要求。而現在市場上充斥大量的各種各樣的路由器,其性能怎么樣?怎樣選購?一般說來路由器的性能和檔次高低的標志,主要由處理器、內存和緩存來決定。
路由器的處理器
路由器的處理芯片如同計算機的CPU一樣是路由器的最核心的部件,是直接影響路由器性能的高低的關鍵部件,處理器的好壞往往決定了寬帶路由器的吞吐量這個最重要的參數。因此,筆者在這里分析一下路由器的芯片。處理器主頻在100M或以下的屬于較低主頻,這樣的寬帶路由器適合普通家庭和SOHO用戶使用。100M-200M屬于中等主頻。200M以上的屬于較高主頻,適合網吧、中小企業用戶以及大型企業的分支機構。
通常在中低端寬帶路由器中,處理器負責交換路由信息、路由表查找以及轉發數據包,處理器的能力直接影響路由器的吞吐量(路由表查找時間)和路由計算能力 (影響網絡路由收斂時間)。在高端寬帶路由器中,通常包轉發和查表由ASIC芯片完成,處理器只實現路由協議、計算路由以及分發路由表。由于技術的發展,寬帶路由器的處理器采用的內核種類很多。一般說來,路由器處理器是一種嵌入式處理器。主要采用x86、ARM7、ARM9、RDC以及MIPS幾種架構。ARM7和RDC架構已經處于被淘汰的地位,采用這兩種架構處理器產品性能較差,主流廠商均已不使用。目前采用ARM9和MIPS架構的內核處理器是寬帶路由器主流配置。常見的ARM9分普通型的920T/922T/940T和增強型的926E/946E/966E,而MIPS分2K、3K、4K 系列,不同型號的處理器性能會有較大差異。Intel Xscale內核處理器是高級網絡處理器,用于高端產品。一般處理器都是單處理器,采用多處理器分布式處理的是高級處理器,性能高。
當然,,寬帶路由器的處理器只是寬帶路由器的一個部件,特別之處只在于它是最核心的器件。寬帶路由器的處理器性能并不能完全反映路由器性能。寬帶路由器性能由路由器吞吐量、時延和路由計算能力等指標體現。寬帶路由器的處理器用得差,路由器性能好不了,但處理器好了,路由器性能卻不一定好。處理器主頻只是處理器的一個性能指標,要知道處理器性能,還必須了解其總線寬度(16位還是32位)、Cache容量和結構、內部總線結構、是單CPU還是多CPU分布式處理、運算模式等等,這些都會極大地影響處理器性能。
路由器的內存
路由器中可能有多種內存,例如Flash(閃存)、DRAM(動態內存)等。內存用作存儲配置、路由器操作系統、路由協議軟件等內容。在中低端路由器中,路由表可能存儲在內存中。通常來說路由器內存越大越好(不考慮價格)。但是與CPU能力類似,內存同樣不直接反映路由器性能與能力。因為高效的算法與優秀的軟件可能大大節約內存。一般說來路由器內存分為四種類型:
一、只讀內存(ROM)
在路由器中的功能與計算機中的ROM相似,主要用于系統初始化等功能。顧名思義,ROM是只讀存儲器,不能修改其中存放的代碼。如要進行升級,則要替換ROM芯片。ROM中主要包含:系統加電自檢代碼(POST),用于檢測路由器中各硬件部分是否完好;系統引導區代碼(BootStrap),用于啟動路由器并載入IOS操作系統;備份的IOS操作系統,以便在原有IOS操作系統被刪除或破壞時使用。通常,這個IOS比現運行IOS的版本低一些,但卻足以支持路由器啟動和工作。
二、閃存(Flash)
是可讀可寫的存儲器,在系統重新啟動或關機之后仍能保存數據。Flash中存放著當前使用中的IOS.事實上,如果Flash容量足夠大,甚至可以存放多個操作系統,這在進行IOS升級時十分有用。當不知道新版IOS是否穩定時,可在升級后仍保留舊版IOS,當出現問題時可迅速退回到舊版操作系統,從而避免長時間的網路故障
三、非易失性RAM(Nonvolatile RAM)
是可讀可寫的存儲器, 在系統重新啟動或關機之后仍能保存數據。由于NVRAM僅用于保存啟動配置文件(Startup-Config),故其容量較小,通常在路由器上只配置32KB~128KB大小的NVRAM.同時,NVRAM的速度較快,成本也比較高。
四、隨機存儲器(RAM)
RAM 也是可讀可寫的存儲器,但它存儲的內容在系統重啟或關機后將被清除。和計算機中的RAM一樣,路由器中的RAM也是運行期間暫時存放操作系統和數據的存儲器,讓路由器能迅速訪問這些信息。RAM的存取速度優于前面所提到的3種內存的存取速度。運行期間,RAM中包含路由表項目、ARP緩沖項目、日志項目和隊列中排隊等待發送的分組。除此之外,還包括運行配置文件(Running- config)、正在執行的代碼、IOS操作系統程序和一些臨時數據信息。但是路由器的類型不同,讀取IOS代碼的方式也是不同的。