信息技术2008NO.28
SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION科技资讯
浅谈关于路由器网络技术的应用
韩荣杰
(萧山供电局 杭州 311200)
摘要:路由器作为IP网的核心设备,在数据通信中起到越来越重要的作用。本文在介绍路由器基本概念、功能和分类的基础上,重点对Ipv6技术、可编程ASIC技术、VPN技术、QoS技术等几种与路由器相关的技术进行了分析。
关键词:路由器网络网络技术
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1672-3791(2008)10(a)-0025-01
当前基于IP协议的计算机网络用户数
量剧增,网络流量每六个月翻一番,比计算
机CPU速度每18个月提高一倍还要发展
得快得多。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。本文就基
于路由器的网络技术进行较为全面的介
绍。
1路由器的基本概念及功能
1977年,国际标准化组织(ISO)制定了
开放系统互连基本参考模型(OSI),OSI参考
模型采用分层结构技术,将整个网络的通
信功能分为职责分明的七层,由高到低分
别是:应用层、表示层、会话层、传输层、
网络层、数据链路层、物理层。目前计算
机网络通信中采用最为普遍的TCP/IP协
议吸收了OSI标准中的概念及特征。TCP/
IP模型由四个层次组成即:应用层、传输
层、网络层、数据链路层+物理层。只有
对等层才能相互通讯。一方在某层上的协
议是什么,对方在同一层次上也必须采用
同一协议。路由器就工作在TCP/IP模型
的第三层(网络层),主要作用是为收到的报
文寻找正确的路径,并把它们转发出去。
总体上看,路由器主要有以下七种功
能。一是在网络间截获发送到远地网络段
的网络数据报文,并转发出去。二是为不
同网络之间的用户提供最佳的通信途径。
三是子网隔离,抑制广播风暴。四是维护
路由表,并与其它路由器交换路由信息,这
是网络层数据报文转发的基础。五是实现
对数据报的过滤和记帐。六是利用网际协
议,可以为网络管理员提供整个网络的有
关信息和工作情况,以便于对网络进行有
效管理。七是可进行数据包格式的转换,
实现不同协议、不同体系结构网络的互连
能力。
2路由器的分类
按照路由器的接口、处理能力、吞吐
量、提供的协议、功能等,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派
出机构,接口少,处理能力要求不高等场合。④专用路由器。如VPN路由器、加DiffServ则是一种分散控制策略,工作流程密路由器、语音路由器,通过特殊的附加是:终端应用设备通过SLA(ServiceLevel(软)硬件实现特定功能。Agreement)与边缘路由器协商获得其应用在网络环境中,路由器成功的实现离数据流可得到保证的服务级别。根据这个不开正确的布局和配置,每台路由器都担服务级别,边缘路由器为每个接收到的数负着一种特定的职责功能。按这些功能将据包打上级别的标记,而核心路由器则只路由器分为核心层(骨干级)路由器、分发是根据每个包的服务级别的标记决定转发层(企业级)路由器和访问层(接入级)路由时的调动行为。MPLS技术也可用于解决器。QoS。3.4 MPLS(MultiProtocolLabelSwitch)多3路由器网络技术的应用协议标记交换3.1IPv6技术IP的发展存在着一个非常明显的障IPv6是IP的一种版本,在互联网通信碍,这是由IP本身固有的一个缺陷决定的,协议TCP/IP中,是OSI模型第3层(网络层)IP是一个无连接的协议,因此IP网上的应的传输协议。它同IPv4相比,地址由32位用无法得到很好的QoS保证。由于缺乏连扩充到128位。从理论上说,地址的数量由接性,每一个IP包都是单独地发到目的地原先的4.3×109个增加到4.3×1038个。的,网络中的各个节点都无从知晓这些无由于互联网迅速发展,地址数量已经不够连接的包中的某一个是如何到来的。与此用,这使得网络管理花费的精力和费用令相比,面向连接的协议如帧中继则需要建人难以承受。地址的枯竭促使向拥有128立一个固定的虚电路。位地址空间过渡。加之随着主机数目的增连接路径上的各个节点以及干线可以加,决定数据传输路由的路由表在不断加先为其预留资源,以提供QoS保证。IP具大。路由器的处理性能跟不上这种迅速增有其他网络协议所无法比拟的灵活性,这长。长此以往,互联网连接将难以提供稳一点通过Internet已经得到了证明,而面向定的服务。经由IPv6,路由数可以减少一连接的协议可以保证QoS,因此这两种协个数量级。为了使互联网连接许多东西变议的结合是非常有意义的,这就导致了得简单,而且使用容易,必须采用IPv6。MPLS的产生。MPLS将IP的灵活性和帧IPv6所以能做到这一点,是因为它使用了中继、ATM等面向连接网络的QoS保证特四种技术:地址空间的扩充、可使路由表性有效地结合在了一起,这对于IP的进一减小的地址构造、自动设定地址以及提高步广泛应用无疑有着巨大的推动作用。安全保密性。3.5 网管系统3.2 可编程ASIC技术网管在网络运营中起着非常重要的作在路由器中,要极大地提高速度,首先用。方便、强大的网管可以协助用户有效想到的是ASIC,ASIC可以用作包转发、查地管理网络和降低网络维护费用。网管协路由,并且目前已经有专门用来查找IPV4议非常多,与路由器产品相关的网管协议路由的商用ASIC芯片。ASIC技术的应用主要有SNMP、RMON等,其中SNMP最使路由器内的包转发速度和路由查找速度为常见。SNMP采用代理(Agent)工作方有显著的提高。式,设备侧(路由器上)运行Agent,网管站运高速路由器将路由计算、控制等非实行管理软件。代理的作用包括收集路由器时任务同数据转发等实时任务分开,由不统计数据和状态信息,回答网管站对这些同部分完成。路由计算、控制等非实时任信息的查询;传达网管站的设置命令,如务由CPU运行软件来完成,数据转发等实TCP连接复位、配置端口IP地址等;发生时任务由专门的ASIC硬件来完成。异常事件时主动向网管站报告等。3.3QoSIP协议的延迟长且不为定值,丢包造参考文献成信号不连续且失真大使得使用IP传送多[1]张公忠.现代网络技术教程[M].北京:电媒体信息的应用受到限制。解决IP网络对子工业出版社,2005.QoS的支持是下一代Internet技术发展的[2]王元国.网络技术[M].北京:中国电力出主要方向。路由器支持QoS的程度也成为版社,2007.评价路由器性能的主要指标。目前QoS主要有两种实现框架:IS(IntegratedService)和DiffServ(DifferentiatedService)。
科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION25
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浅谈关于路由器网络技术的应用
韩荣杰
(萧山供电局 杭州 311200)
摘要:路由器作为IP网的核心设备,在数据通信中起到越来越重要的作用。本文在介绍路由器基本概念、功能和分类的基础上,重点对Ipv6技术、可编程ASIC技术、VPN技术、QoS技术等几种与路由器相关的技术进行了分析。
关键词:路由器网络网络技术
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1672-3791(2008)10(a)-0025-01
当前基于IP协议的计算机网络用户数
量剧增,网络流量每六个月翻一番,比计算
机CPU速度每18个月提高一倍还要发展
得快得多。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。本文就基
于路由器的网络技术进行较为全面的介
绍。
1路由器的基本概念及功能
1977年,国际标准化组织(ISO)制定了
开放系统互连基本参考模型(OSI),OSI参考
模型采用分层结构技术,将整个网络的通
信功能分为职责分明的七层,由高到低分
别是:应用层、表示层、会话层、传输层、
网络层、数据链路层、物理层。目前计算
机网络通信中采用最为普遍的TCP/IP协
议吸收了OSI标准中的概念及特征。TCP/
IP模型由四个层次组成即:应用层、传输
层、网络层、数据链路层+物理层。只有
对等层才能相互通讯。一方在某层上的协
议是什么,对方在同一层次上也必须采用
同一协议。路由器就工作在TCP/IP模型
的第三层(网络层),主要作用是为收到的报
文寻找正确的路径,并把它们转发出去。
总体上看,路由器主要有以下七种功
能。一是在网络间截获发送到远地网络段
的网络数据报文,并转发出去。二是为不
同网络之间的用户提供最佳的通信途径。
三是子网隔离,抑制广播风暴。四是维护
路由表,并与其它路由器交换路由信息,这
是网络层数据报文转发的基础。五是实现
对数据报的过滤和记帐。六是利用网际协
议,可以为网络管理员提供整个网络的有
关信息和工作情况,以便于对网络进行有
效管理。七是可进行数据包格式的转换,
实现不同协议、不同体系结构网络的互连
能力。
2路由器的分类
按照路由器的接口、处理能力、吞吐
量、提供的协议、功能等,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派
出机构,接口少,处理能力要求不高等场合。④专用路由器。如VPN路由器、加DiffServ则是一种分散控制策略,工作流程密路由器、语音路由器,通过特殊的附加是:终端应用设备通过SLA(ServiceLevel(软)硬件实现特定功能。Agreement)与边缘路由器协商获得其应用在网络环境中,路由器成功的实现离数据流可得到保证的服务级别。根据这个不开正确的布局和配置,每台路由器都担服务级别,边缘路由器为每个接收到的数负着一种特定的职责功能。按这些功能将据包打上级别的标记,而核心路由器则只路由器分为核心层(骨干级)路由器、分发是根据每个包的服务级别的标记决定转发层(企业级)路由器和访问层(接入级)路由时的调动行为。MPLS技术也可用于解决器。QoS。3.4 MPLS(MultiProtocolLabelSwitch)多3路由器网络技术的应用协议标记交换3.1IPv6技术IP的发展存在着一个非常明显的障IPv6是IP的一种版本,在互联网通信碍,这是由IP本身固有的一个缺陷决定的,协议TCP/IP中,是OSI模型第3层(网络层)IP是一个无连接的协议,因此IP网上的应的传输协议。它同IPv4相比,地址由32位用无法得到很好的QoS保证。由于缺乏连扩充到128位。从理论上说,地址的数量由接性,每一个IP包都是单独地发到目的地原先的4.3×109个增加到4.3×1038个。的,网络中的各个节点都无从知晓这些无由于互联网迅速发展,地址数量已经不够连接的包中的某一个是如何到来的。与此用,这使得网络管理花费的精力和费用令相比,面向连接的协议如帧中继则需要建人难以承受。地址的枯竭促使向拥有128立一个固定的虚电路。位地址空间过渡。加之随着主机数目的增连接路径上的各个节点以及干线可以加,决定数据传输路由的路由表在不断加先为其预留资源,以提供QoS保证。IP具大。路由器的处理性能跟不上这种迅速增有其他网络协议所无法比拟的灵活性,这长。长此以往,互联网连接将难以提供稳一点通过Internet已经得到了证明,而面向定的服务。经由IPv6,路由数可以减少一连接的协议可以保证QoS,因此这两种协个数量级。为了使互联网连接许多东西变议的结合是非常有意义的,这就导致了得简单,而且使用容易,必须采用IPv6。MPLS的产生。MPLS将IP的灵活性和帧IPv6所以能做到这一点,是因为它使用了中继、ATM等面向连接网络的QoS保证特四种技术:地址空间的扩充、可使路由表性有效地结合在了一起,这对于IP的进一减小的地址构造、自动设定地址以及提高步广泛应用无疑有着巨大的推动作用。安全保密性。3.5 网管系统3.2 可编程ASIC技术网管在网络运营中起着非常重要的作在路由器中,要极大地提高速度,首先用。方便、强大的网管可以协助用户有效想到的是ASIC,ASIC可以用作包转发、查地管理网络和降低网络维护费用。网管协路由,并且目前已经有专门用来查找IPV4议非常多,与路由器产品相关的网管协议路由的商用ASIC芯片。ASIC技术的应用主要有SNMP、RMON等,其中SNMP最使路由器内的包转发速度和路由查找速度为常见。SNMP采用代理(Agent)工作方有显著的提高。式,设备侧(路由器上)运行Agent,网管站运高速路由器将路由计算、控制等非实行管理软件。代理的作用包括收集路由器时任务同数据转发等实时任务分开,由不统计数据和状态信息,回答网管站对这些同部分完成。路由计算、控制等非实时任信息的查询;传达网管站的设置命令,如务由CPU运行软件来完成,数据转发等实TCP连接复位、配置端口IP地址等;发生时任务由专门的ASIC硬件来完成。异常事件时主动向网管站报告等。3.3QoSIP协议的延迟长且不为定值,丢包造参考文献成信号不连续且失真大使得使用IP传送多[1]张公忠.现代网络技术教程[M].北京:电媒体信息的应用受到限制。解决IP网络对子工业出版社,2005.QoS的支持是下一代Internet技术发展的[2]王元国.网络技术[M].北京:中国电力出主要方向。路由器支持QoS的程度也成为版社,2007.评价路由器性能的主要指标。目前QoS主要有两种实现框架:IS(IntegratedService)和DiffServ(DifferentiatedService)。
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