通信工程師交換技術(shù)路由器體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

　在線輔導(dǎo)　面授招生　考試大綱　指定教材　試題匯總

7.5.1 路由器體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
隨著需求的增長和技術(shù)的進步，路由器的性能也不斷地升級提髙。迄今為止，路由器的體系結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了如下4個階段：
單機集中式總線結(jié)構(gòu)；
單機分布式共享總線結(jié)構(gòu)；
單機分布式Crossbar結(jié)構(gòu)；
多機互連的集群結(jié)構(gòu)。
1.單機集中式總線結(jié)構(gòu)
最初的路由器采用了傳統(tǒng)的計算機體系結(jié)構(gòu)，包括共亨總線（BUS)、中央處理器 (CPU)、內(nèi)存（Mem)及掛在共享總線上的多個網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC)，如圖7-31所示。

 Cisco2501路由器就是第一代路由器的典型代表，其中CI>IJ采用Motorola的68302處理器。
CPU完成除物理接口之外的其他所有功能，數(shù)據(jù)分組從一個NIC接收進來，經(jīng)總線送 到集中式內(nèi)存排隊等待轉(zhuǎn)發(fā)，同時數(shù)據(jù)分組的首部送到CPU，進行路由選擇操作，然后內(nèi)存中的分組經(jīng)總線送到另一個NIC發(fā)送出去。由于總線被所有NIC和CPU及內(nèi)存所共享, 當NIC數(shù)量或數(shù)據(jù)流最很大時，設(shè)備對總線的爭用會導(dǎo)致嚴重的訪問沖突。另外，CPU需要處理所有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)操作，其處理能力成為路由器性能的主要瓶頸。這種結(jié)構(gòu)的典型交換 容量通常小于0.5Gbit/s,僅適用于低速的接入路由器產(chǎn)絡(luò)。在這個領(lǐng)域中，交換網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，沖突的仲栽機制以及分組調(diào)度算法都是主要的研究內(nèi)容。
此外，在這種結(jié)構(gòu)的路由器中，通常采用可以基于內(nèi)容進行査找的路由表査詢器件 (TCAM),可以在一個時鐘周期內(nèi)返回下一跳的査找結(jié)果，大大加快了査找速度，突破了査 表與線速之間的速度匹配障礙。這種結(jié)構(gòu)的典型容量是幾十到上百個Gbit/8,現(xiàn)在骨干網(wǎng)絡(luò) 中的核心路由器通常都是采用這種結(jié)構(gòu)。
從前面的三代路由器的結(jié)構(gòu)變遷過程，可以看到系統(tǒng)的并行化是路由器發(fā)展的重要方向。到單機分布式C_bar結(jié)構(gòu)為止，先是與主板分離的多個線卡的并行搡作，然后是多條 數(shù)據(jù)通路的并行操作，在單機基礎(chǔ)上的并行化工作已經(jīng)進行的非常徹底了。要想進一步提高 系統(tǒng)的交換容量，需要更高層次的體系結(jié)構(gòu)革新。

返回目錄： 通信專業(yè)交換技術(shù)非連接型快速分組交換匯總

編輯推薦：

通信專業(yè)實務(wù)考試終端與業(yè)務(wù)教程匯總

通信專業(yè)實務(wù)考試設(shè)備與環(huán)境教程匯總

通信工程師考試培訓(xùn)交換理論基確匯總