路由器的概念、功能及发展趋势

　　③3层交换　　

　　这是协议处理过程的一次革命性突破，也是现在GSR和TSR名称的来源。自从名不见经传的Ipsilon公司在1994年推出“一次路由，然后交换”的IP Switch技术之后，各大公司纷纷推出自己专有的3层交换技术。如Cisco的Tag Switch、3Com的Label Switch等。综合这些专有技术的优点，IETF终于在1998年推出了性能优越的多协议标记交换（MPLS）。

　　④IP over SDH，IP over DWDM　　

　　这方面的技术进展完全源于光纤通信技术的进展。随着IP的核心地位逐渐被认同，IP over ATM，然后ATM over SDH的方式被IP直接over SDH的方式取代。SDH采用时分复用的方式承载多路数据。因此在核心网中需大量采用复用器交叉连接器，DWDM（密集波分复用）使得一根光纤上可用不同的波长传送多路信号。

服务质量更好

　　前面所述的路由器在速度上的提高仍只不过是为了适应数据流量的急剧增加。而路由器发展趋势更本质、更深刻的变化是：以IP为基础的包交换数据将在未来几年内迅速取代已发展了近百年的电路交换通信方式，成为通信业务模式的主流。这意味着，IP路由器不仅要提供更快的速度以适应急剧增长的传统的计算机数据流量，而且IP路由器也将逐步提供原电信网络所提供的种种业务。但是传统的IP路由器并不关心也不知道IP包的业务类型，一般只是按先进先出的原则转发数据包，语音电话、实时视频、因特网浏览等各种业务类型的数据都被不加区分地对待。　

　　由此可见，IP路由器要想提供包括电信、广播在内的所有业务，提高服务质量（QoS）是其关键。这也正是目前各大网络设备厂商（包括Cisco，3Com，Nortel等）所努力推进的方向。各大厂商新推出的高、中、低档路由器中都不同程度地支持QoS，如Cisco的最高档12000系列，从硬件和软件协议两方面都对QoS有很强的支持，而其新推出的低端产品2600系列也支持语音电话这样的新业务应用。事实上，QoS不仅是路由器的一个发展趋势，以路由器为核心的整个IP网络都在朝这个方向发展。　　

　　“三网合一”这一概念便是这个方向的产物。然而以传统IP路由器为核心的网络已经不能适应“三网合一”的趋势，以美国为首的各发达国家都在推进能提供更好、更快的服务质量的网络技术的研发。其中路由器的研发又是关键，公司成为推动这项技术的主要动力。　　

　　对QoS的支持来自软件和硬件两个方面。从硬件方面说，更快的转发速度和更宽的带宽是基本前提。从软件协议方面来说，经过近年来的努力，产生了以下几个结果： 　

　　①IPv4包头服务类型字段　　

　　IPv4包头中有一个3位的区域用以标识此IP包的优先级。据此优先级，IP路由器可以决定不同IP包的转发优先顺序。可以说，自IP协议制定之日起，就已经为日后提供更好的QoS预留了机制。　　

　　②RSVP（资源预留协议）及相应的系列协议　　

　　这是IP路由器为提供更好的服务质量向前迈进的具有深刻意义的一步。传统上IP路由器只负责包转发，通过路由协议知道邻近路由器的地址。而RSVP则类似于电路交换系统的信令协议，为一个数据流通知其所经过的每个节点（IP路由器），与端点协商为此数据流提供质量保证。　　

　　③DiffServ（Differentiated Service）

　　出于以上两个原因，IETF又新推出另一种QoS策略——DiffServ。目前DiffServ的框架已基本确定，美国的Internet2也选择DiffServ作为其QoS策略。与DiffServ相比，RSVP是一种Integrated Service（集中控制策略），而DiffServ则是一种分散控制策略，其精髓是仅控制路径中的每一行为。终端应用设备通过SLA（Service Level Agreement）与边缘路由器协商获得其应用数据流可得到保证的服务级别。　　

　　④多协议标记交换　　

　　MPLS也被用来解决QoS问题，但其覆盖范围是核心网络路由器。为建立合理的核心路由间的交换路径，核心路由器间需要定时交换流量等状况信息。

管理更加智能化

　　随着网络流量的爆炸式增长，网络规模日益膨胀，以及对网络服务质量的要求越来越高，路由器上的网络管理系统变得日益重要，网络连接已成为日常工作、生活中不可缺少的部分。在保证质量的情况下最大限度地利用带宽、及早发现并诊断设备故障，迅速方便地根据需要改变配置，这些网络管理功能都日益成为直接影响网络用户和网络运营商利益的重要因素。在网络协议七层模型中，网络管理属于高层应用，目前各厂家网络管理的一个重要发展趋势是向智能化方向发展。而智能化又体现在两个方面，一是网络设备（路由器）之间信息交互的智能化；二是网络设备与网络管理者之间信息交互的智能化。在网络管理智能化的大趋势中，“基于策略的管理”和“流量工程”这两个技术概念是目前最引人注目的。各路由器厂商在新推出的产品中无不标榜自己的网络管理配套系统具有或部分具有这两个方面的功能。　

　　“基于策略的管理”这一概念将同时影响路由器之间和路由器与网络管理者之间的信息交互行为模式，使得网络管理者更易于从用户的角度去定义和约束网络行为，而这些上层策略将直接影响网络基本行为，使传统的路由算法发展为基于策略的路由算法，使路由器之间的信息交互必须包涵策略性所涵盖的信息内容。　　

　　“流量工程”是核心网运营商最关心的问题。新的协议如MPLS在解决标记交换的同时，也提供了一个很好的解决“流量工程”的方法，即通过路由器之间交互各端的流量状态等信息，用收敛算法计算一段时间内网络中标记的显式路径，约束最短路径优先算法被采用以使整个网络的流量在每一段时间内尽量保持均衡。

　　网络技术的发展日新月异。当我们沉浸在以IP为基础的因特网给我们带来的巨大喜悦中时，路由器技术特别是核心路由器技术正经历着巨大的变化，路由器早已非当年吴下阿蒙。借用比尔·盖茨的话说：我们离不懂路由器仅有18个月了。　　

　　交换式路由技术就是这一领域的热门话题，它不仅解决了通信流量问题，而且具有更高的网络控制能力和管理能力。