分析路由器在网络中的应用

论文简介: 本文首先介绍路由器的基本概念和分类. 然后全面分析了路由器相关的网络技术，例如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，组播技术，网络管理技术，以及这些技术的发展.

关键字: 路由器网络技术，网络应用

I. 简介

当前，基于IP协议的计算机网络用户数量急剧增加，并且网络流量也迅速增长. 为了使网络状况适应用户的需求，路由器作为网络核心设备的不断升级已成为大势所趋. 让我们从路由器的基本概念和分类入手路由器技术论文，全面介绍路由器在网络中的应用技术.

第二，路由器的基本概念和分类

由国际标准化组织（ISO）开发的开放系统互连参考模型（OSI）将网络结构从下到上分为七个层: 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OSI模型的第三层网络. 路由技术具有两个主要功能: 确定最佳路由和转发数据包. 在路由表中写入各种信息，通过路由算法计算出到达目的地址的最佳路径，然后通过相对简单直接的转发机制发送数据包.

（1）路由器的基本功能:

1. 存储和转发信息并找到最佳路径的功能.

2. 路由功能. 包括数据路径决策，负载平衡，多媒体传输等.

3. 智能网络服务. 包括QoS，访问控制列表，身份认证，授权，计费，链接备份，调试，管理等.

（2）根据路由器的接口，处理能力，吞吐量和提供的协议，可以将路由器分为高，中和低等级.

1. 高端路由器位于WAN（广域网）骨干网的中心或骨干网中，并构成IP网络的核心.

2. 中型路由器适用于具有分支机构的中小型企业，这些企业通常位于路由的中心，将企业网络的各个分支机构互连，

作为企业网络的出口，上游可以访问高端路由器. 中端路由器的边缘可以连接到低端系列路由器. 对于中小型学校

对于

公司，中型路由器是其网络的中心.

3. 低端路由器主要针对接口少，处理能力要求低的场合. 论文参考网络.

4. 特殊路由器: VPN路由器，加密路由器和语音路由器，它们通过特殊的附加（软件）硬件实现特定功能.

三个主要的网络应用程序

1. 提高路由器吞吐量的技术

路由器的吞吐量是指路由器可以在一个时间单位内转发的数据包数，通常表示为pps（PacketPerSecond）. 以一个典型的企业网络为例，一个站的上行速率为2000pps就足够了. 分支机构的核心路由设备必须具有数万pps的吞吐量，而公司总部的路由中心可能需要数十万甚至数百个. 一万个pps的处理能力.

目前，主要有以下技术可提高路由器的吞吐量: 转换路由表；使用缓存；使用分布式处理；高级切换；硬件（FPGA / ASIC）转发等. SwitchRouter是使用这些技术的结果.

2. 可编程ASIC技术

ASIC技术可以提高路由器的速度并降低制造成本. 由于在设计和生产上的大量投资，ASIC已基本用于完全标准化和固化的工艺中. 为了满足计算机网络的各种结构和协议中频繁变化的要求，出现了“可编程ASIC”技术. 在实际应用中，大多数采用嵌入式ASIC芯片中专门处理通信协议的CPU. 通过重写微代码，它可以处理不同的协议.

3. VPN技术

VPN（VirtualPrivateNetwork）是通过公共网络（通常是Internet）建立的临时安全连接. 这是一条穿越混乱的公共网络的安全稳定的隧道. 通常，VPN是企业内部网的扩展. 通过它，它可以帮助远程用户，公司分支机构，业务伙伴和供应商与公司的内部网建立可靠且安全的连接，并确保数据的安全传输. VPN可用于不断增长的移动用户的全球Internet访问，以实现安全连接；它可用于虚拟专用线，以实现公司网站之间的安全通信，可用于具有成本效益的虚拟专用连接，以保护业务合作伙伴和用户网络的外部网.

VPN架构通过上述网络安全技术，采用了各种安全机制，例如隧道（Tunneling），加密和解密（Encryption），密钥管理技术，身份认证技术（Authentication）等. 在公用网络上传输数据时，数据不会被盗，或者即使对方被盗，也无法读取数据包中传输的数据.

4，QoS（服务质量）服务质量

QoS是服务质量. 对于网络服务，服务质量包括传输带宽，传输延迟和数据的丢包率. 在网络中，可以通过确保传输带宽，减少传输延迟，减少数据包丢失率和延迟抖动来提高服务质量.

网络资源总是有限的，只要存在抢夺网络资源的情况，就会对服务质量产生要求. 服务质量是相对于网络服务而言的. 在确保某种服务类型的服务质量的同时，可能会损害其他服务的服务质量. 例如，当总网络带宽固定时，某种类型的服务占用的带宽越多，其他服务可以使用的带宽就越少，这可能会影响其他服务的使用. 因此，网络管理员需要根据各种服务的特点合理规划和分配网络资源，以便有效利用网络资源.

5. MPLS（MultiProtocolLabelSwitch）多协议标签交换

多协议标签交换（MPLS）是用于快速数据包交换和路由的系统. 它为网络数据流量提供目标，路由，转发和交换功能. 更具体地说，它具有管理各种形式的通信流的机制. MPLS独立于第2层和第3层协议，例如ATM和IP. 它提供了一种将IP地址映射到简单的固定长度标签的方法，以用于不同的数据包转发和数据包交换技术. 它是现有路由和交换协议的接口，例如IP，ATM，帧中继，资源保留协议（RSVP），开放式最短路径优先（OSPF）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是沿从源到终端的路径上每个节点的标签序列. 如今，使用了某些标签分发协议，例如标签分发协议（LDP），RSVP或一些建立在路由协议之上的协议，例如边界网关协议（BGP）和OSPF. 由于固定长度标签插入在每个数据包或信元的开头，并且可以被硬件用来在两个链路之间快速交换数据包，因此可以进行快速数据交换.

MPLS主要用于解决网络问题路由器技术论文，例如网络速度，可伸缩性，服务质量（QoS）管理和流量工程. 它还解决了下一代IP集线器网络的宽带管理和服务请求问题.

6. 组播技术

多播路由的一个常见想法是在多播组的成员之间构造一个扩展的分发树. 一对特定的“发送源，目标组”上的IP多播流量通过此扩展树从发送源传输到接收者，该扩展树连接多播组中的所有主机. 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. 一旦构建了该树，所有多播流量都将通过它传播.

根据网络中多播组成员的分布，通常，IP多播路由协议可以分为以下两种基本类型. 第一个假设组播组成员在网络中密集分布，也就是说，网络的大多数子网都包含至少一个组播组成员，并且网络带宽足够大，这称为“密集模式”（Dense-模式）多播路由协议依靠广播技术将数据“推送”到网络中的所有路由器. 密集模式路由协议包括距离矢量多播路由协议（DVMRP: 距离矢量多播路由协议），多播开放最短路径优先协议（MOSPF: MulticastOpen最短路径优先）和密集模式无关多播协议（PIM-DM: 协议无关多播-密集模式）等论文参考网络.

第二种类型的多播路由假定多播组成员稀疏分散在网络中，并且网络无法提供足够的传输带宽. 例如，互联网通过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，广播将浪费大量不必要的网络带宽，并可能导致严重的网络性能问题. 因此，稀疏模式多播路由协议必须依赖具有路由功能的技术来构建和维护多播树. 稀疏模式主要包括基于核心树的多播协议（CBT: Core Based Tree）和与稀疏模式无关的协议多播（PIM-SM: 与协议无关的组播-SparseMode）.

7. 网络管理系统

网络管理在网络运营中扮演着非常重要的角色. 便捷而强大的网络管理可以帮助用户有效地管理网络并降低网络维护成本. 有许多网络管理协议. 与路由器产品相关的网络管理协议主要包括SNMP和RMON，其中SNMP最常见. SNMP使用代理（Agent）工作模式，该代理在设备端（在路由器上）运行，并且网络管理站运行管理软件. 代理的作用包括收集路由器统计数据（例如端口发送和接收的数据包总数）和状态信息（例如端口地址等），并回答网络管理站对此信息的查询；传达网管站的配置命令，如TCP连接重置，端口配置IP地址等；发生异常事件时，主动向网络管理站报告.

四点总结

以上是对基于路由器的网络技术的简要介绍. 如果有问题，还请读者批评和纠正. 我相信，随着Internet用户数量的增加以及宽带网络的全面建设，对路由器技术更新的要求将越来越强. 我相信，将来，满足网络发展要求的新技术将继续出现并得到广泛使用.

参考

1. 谢锡仁“计算机网络”. 电子工业出版社，2005年1月

2. 瑞捷网络. “网络互连与实现. ”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

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/jisuanjixue/article-241868-1.html