路由器的體系結構簡介

　　路由器是怎麼構成的呢?這一問題首先要從路由器的體系結構談起。

　　路由器的體系結構

　　從體系結構上看，路由器可以分為第一代單匯流排單CPU結構路由器、第二代單匯流排主從CPU結構路由器、第三代單匯流排對稱式多CPU結構路由器;第四代多匯流排多CPU結構路由器、第五代共享記憶體式結構路由器、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。

　　路由器的構成

　　路由器具有四個要素：輸入埠、輸出埠、交換開關和路由處理器。

　　輸入埠是物理鏈路和輸入包的進口處。埠通常由線卡提供，一塊線卡一般支援4、8或16個埠，一個輸入埠具有許多功能。第一個功能是進行資料鏈路層的封裝和解封裝。第二個功能是在轉發表中查詢輸入包目的地址從而決定目的埠稱為路由查詢，路由查詢可以使用一般的硬體來實現，或者通過在每塊線卡上嵌入一個微處理器來完成。第三，為了提供QoS服務質量，埠要對收到的包分成幾個預定義的服務級別。第四，埠可能需要執行諸如SLIP序列線網際協議和PPP點對點協議這樣的資料鏈路級協議或者諸如PPTP點對點隧道協議這樣的網路級協議。一旦路由查詢完成，必須用交換開關將包送到其輸出埠。如果路由器是輸入端加佇列的，則有幾個輸入端共享同一個交換開關。這樣輸入埠的最後一項功能是參加對公共資源如交換開關的仲裁協議。

　　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匯流排、交叉開關和共享存貯器。最簡單的開關使用一條匯流排來連線所有輸入和輸出埠，匯流排開關的缺點是其交換容量受限於匯流排的容量以及為共享匯流排仲裁所帶來的額外開銷。交叉開關通過開關提供多條資料通路，具有N×N個交叉點的交叉開關可以被認為具有2N條匯流排。如果一個交叉是閉合，輸入總線上的資料在輸出總線上可用，否則不可用。交叉點的閉合與開啟由排程器來控制，因此，排程器限制了交換開關的速度。在共享存貯器路由器中，進來的包被存貯在共享存貯器中，所交換的僅是包的指標，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。儘管存貯器容量每18個月能夠翻一番，但存貯器的存取時間每年僅降低5%，這是共享存貯器交換開關的一個固有限制。

　　輸出埠在包被髮送到輸出鏈路之前對包存貯，可以實現複雜的排程演算法以支援優先順序等要求。與輸入埠一樣，輸出埠同樣要能支援資料鏈路層的封裝和解封裝，以及許多較高階協議。

　　路由處理器計算轉發表實現路由協議，並執行對路由器進行配置和管理的軟體。同時，它還處理那些目的地址不線上卡轉發表中的包。