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《寬帶IP路由器的體系結(jié)構(gòu)分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、軟件學(xué)報000204軟件學(xué)報JOURNALOFSOFTWARE2000 Vol.11 No.2 P.179-186寬帶IP路由器的體系結(jié)構(gòu)分析徐恪 熊勇強 吳建平摘 要：隨著寬帶技術(shù)的不斷發(fā)展,組建主干網(wǎng)的路由器必然需要以千兆比特以上的速率轉(zhuǎn)發(fā)分組,而基于總線和中央處理器的路由器具有無法克服的局限,這就對傳統(tǒng)的路由器體系結(jié)構(gòu)提出了嚴峻的挑戰(zhàn).該文全面綜述了近年來在寬帶IP(Internetprotocol)路由器方面研究的最新進展,詳細分析了用于主干網(wǎng)互連的寬帶IP路由器的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計,最后,指出了該領(lǐng)域中需要進一步研究的問題.關(guān)鍵詞：寬帶,IP(Inter
2、netprotocol),路由器,體系結(jié)構(gòu).分類號：TP393AnalysisofBroadbandIPRouterArchitectureXUKeXIONGYong-qiangWUJian-ping(DepartmentofComputerScienceandTechnologyTsinghuaUniversityBeijing100084)Abstract：Withtheincreasingdevelopmentofbroadbandtechnology,thespeedofpacketsforwardingneedstobeovergigabitspe
3、rsecondforthebackbonerouters.Traditionalroutershavesomeinsuperablebarriersandcannotsolvetheproblembasedonshared-busandcentralprocessingunit.Itisagreatchallengeforthefuturerouterarchitecture.Inthisarticle,theauthorssurveytherecentadvancesintheresearchofbroadbandIProuter,andanalyzeth
4、earchitecturedesignofthefourthgenerationbackbonerouterindetail.Finally,somechallengingopenproblemsareidentified.Keywords：Broadband,IP(Internetprotocol),router,architecture.▲ 隨著Internet的飛速發(fā)展和寬帶技術(shù)的不斷出現(xiàn),對Internet互連的核心設(shè)備——路由器的性能提出的要求越來越高.傳統(tǒng)的基于總線和中央處理器結(jié)構(gòu)的路由器由于其體系結(jié)構(gòu)上的局限,已經(jīng)無法滿足組建高速主干網(wǎng)絡(luò)的需
5、求.近年來,國際上對寬帶IP路由器技術(shù)的研究也日益活躍,提出了幾種不同的研究和設(shè)計思路［1,2］,其基本思想主要包括4個方面:（1）將路由引擎（routingengine）和轉(zhuǎn)發(fā)引擎（forwardingengine）分開,將局部轉(zhuǎn)發(fā)表從全局路由表中獨立出來;（2）用快速的硬件實現(xiàn)IP報文的報頭處理、尋徑和轉(zhuǎn)發(fā);（3）用多個分布式的接口單元加中央控制器的模式取代中央處理器加接口卡的模式;（4）用交換結(jié)構(gòu)（switchfabric）提高各接口單元之間的數(shù)據(jù)通信速度.從研究趨勢來看,IP路由技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)和交換技術(shù)以及寬帶技術(shù)的發(fā)展有機地結(jié)合在一起.本文綜述了目
6、前寬帶IP路由器所采用的主要的體系結(jié)構(gòu),詳細討論了其中的技術(shù)難點和相應(yīng)的解決方案,并提出了進一步的發(fā)展方向. 本文第1節(jié)分析IP路由器的4種主要體系結(jié)構(gòu).第2節(jié)論述寬帶IP路由器設(shè)計中存在的主要問題.第3節(jié)討論了當前解決這些問題的主要的方案.第4節(jié)總結(jié)了全文,并指出了進一步的研究方向.1IP路由器的體系結(jié)構(gòu)分析 從體系結(jié)構(gòu)來看,IP路由器經(jīng)歷了從單處理器到并行處理器、從共享總線到交換結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程.我們可以把它劃分為以下4種類型. 單處理器共享總線式體系結(jié)構(gòu).這是第1代路由器主要采用的體系結(jié)構(gòu):基于單個通用CPU,使用實時操作系統(tǒng)（如圖1(a)所示）.
7、采用這種體系結(jié)構(gòu)主要是考慮到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議經(jīng)常發(fā)生變化,而運行多個協(xié)議的路由器不可能針對某種特定的協(xié)議進行優(yōu)化,此時連接的建立和管理比高轉(zhuǎn)發(fā)能力更重要.這種體系結(jié)構(gòu)的路由器可以使用通用計算機來實現(xiàn),與一般的通用計算機不同的是,它具有多塊網(wǎng)絡(luò)接口卡,網(wǎng)萬方數(shù)據(jù)file:///E
8、/qk/rjxb/rjxb2000/0002/000204.htm（第1／8頁）2010-3-235:49:32軟件學(xué)報000204絡(luò)接口卡之間通過系統(tǒng)總線相連.到達網(wǎng)絡(luò)接口的報文首先被送到中央處理器,由中央處理器上運行的路由引擎決定下一跳的地址,并把它送到相應(yīng)的輸出網(wǎng)絡(luò)接口上.路由協(xié)議和其
9、他控制協(xié)議均在中央處理器上實現(xiàn). 顯然,這種路由器
