路由器的概念、功能及發展趨勢

　　③3層交換　　

　　這是協議處理過程的一次革命性突破，也是現在GSR和TSR名稱的來源。自從名不見經傳的Ipsilon公司在1994年推出“一次路由，然后交換”的IP Switch技術之后，各大公司紛紛推出自己專有的3層交換技術。如Cisco的Tag Switch、3Com的Label Switch等。綜合這些專有技術的優點，IETF終于在1998年推出了性能優越的多協議標記交換（MPLS）。

　　④IP over SDH，IP over DWDM　　

　　這方面的技術進展完全源于光纖通信技術的進展。隨著IP的核心地位逐漸被認同，IP over ATM，然后ATM over SDH的方式被IP直接over SDH的方式取代。SDH采用時分復用的方式承載多路數據。因此在核心網中需大量采用復用器交叉連接器，DWDM（密集波分復用）使得一根光纖上可用不同的波長傳送多路信號。

服務質量更好

　　前面所述的路由器在速度上的提高仍只不過是為了適應數據流量的急劇增加。而路由器發展趨勢更本質、更深刻的變化是：以IP為基礎的包交換數據將在未來幾年內迅速取代已發展了近百年的電路交換通信方式，成為通信業務模式的主流。這意味著，IP路由器不僅要提供更快的速度以適應急劇增長的傳統的計算機數據流量，而且IP路由器也將逐步提供原電信網絡所提供的種種業務。但是傳統的IP路由器并不關心也不知道IP包的業務類型，一般只是按先進先出的原則轉發數據包，語音電話、實時視頻、因特網瀏覽等各種業務類型的數據都被不加區分地對待。　

　　由此可見，IP路由器要想提供包括電信、廣播在內的所有業務，提高服務質量（QoS）是其關鍵。這也正是目前各大網絡設備廠商（包括Cisco，3Com，Nortel等）所努力推進的方向。各大廠商新推出的高、中、低檔路由器中都不同程度地支持QoS，如Cisco的最高檔12000系列，從硬件和軟件協議兩方面都對QoS有很強的支持，而其新推出的低端產品2600系列也支持語音電話這樣的新業務應用。事實上，QoS不僅是路由器的一個發展趨勢，以路由器為核心的整個IP網絡都在朝這個方向發展。　　

　　“三網合一”這一概念便是這個方向的產物。然而以傳統IP路由器為核心的網絡已經不能適應“三網合一”的趨勢，以美國為首的各發達國家都在推進能提供更好、更快的服務質量的網絡技術的研發。其中路由器的研發又是關鍵，公司成為推動這項技術的主要動力。　　

　　對QoS的支持來自軟件和硬件兩個方面。從硬件方面說，更快的轉發速度和更寬的帶寬是基本前提。從軟件協議方面來說，經過近年來的努力，產生了以下幾個結果： 　

　　①IPv4包頭服務類型字段　　

　　IPv4包頭中有一個3位的區域用以標識此IP包的優先級。據此優先級，IP路由器可以決定不同IP包的轉發優先順序。可以說，自IP協議制定之日起，就已經為日后提供更好的QoS預留了機制。　　

　　②RSVP（資源預留協議）及相應的系列協議　　

　　這是IP路由器為提供更好的服務質量向前邁進的具有深刻意義的一步。傳統上IP路由器只負責包轉發，通過路由協議知道鄰近路由器的地址。而RSVP則類似于電路交換系統的信令協議，為一個數據流通知其所經過的每個節點（IP路由器），與端點協商為此數據流提供質量保證。　　

　　③DiffServ（Differentiated Service）

　　出于以上兩個原因，IETF又新推出另一種QoS策略——DiffServ。目前DiffServ的框架已基本確定，美國的Internet2也選擇DiffServ作為其QoS策略。與DiffServ相比，RSVP是一種Integrated Service（集中控制策略），而DiffServ則是一種分散控制策略，其精髓是僅控制路徑中的每一行為。終端應用設備通過SLA（Service Level Agreement）與邊緣路由器協商獲得其應用數據流可得到保證的服務級別。　　

　　④多協議標記交換　　

　　MPLS也被用來解決QoS問題，但其覆蓋范圍是核心網絡路由器。為建立合理的核心路由間的交換路徑，核心路由器間需要定時交換流量等狀況信息。

管理更加智能化

　　隨著網絡流量的爆炸式增長，網絡規模日益膨脹，以及對網絡服務質量的要求越來越高，路由器上的網絡管理系統變得日益重要，網絡連接已成為日常工作、生活中不可缺少的部分。在保證質量的情況下最大限度地利用帶寬、及早發現并診斷設備故障，迅速方便地根據需要改變配置，這些網絡管理功能都日益成為直接影響網絡用戶和網絡運營商利益的重要因素。在網絡協議七層模型中，網絡管理屬于高層應用，目前各廠家網絡管理的一個重要發展趨勢是向智能化方向發展。而智能化又體現在兩個方面，一是網絡設備（路由器）之間信息交互的智能化；二是網絡設備與網絡管理者之間信息交互的智能化。在網絡管理智能化的大趨勢中，“基于策略的管理”和“流量工程”這兩個技術概念是目前最引人注目的。各路由器廠商在新推出的產品中無不標榜自己的網絡管理配套系統具有或部分具有這兩個方面的功能。　

　　“基于策略的管理”這一概念將同時影響路由器之間和路由器與網絡管理者之間的信息交互行為模式，使得網絡管理者更易于從用戶的角度去定義和約束網絡行為，而這些上層策略將直接影響網絡基本行為，使傳統的路由算法發展為基于策略的路由算法，使路由器之間的信息交互必須包涵策略性所涵蓋的信息內容。　　

　　“流量工程”是核心網運營商最關心的問題。新的協議如MPLS在解決標記交換的同時，也提供了一個很好的解決“流量工程”的方法，即通過路由器之間交互各端的流量狀態等信息，用收斂算法計算一段時間內網絡中標記的顯式路徑，約束最短路徑優先算法被采用以使整個網絡的流量在每一段時間內盡量保持均衡。

　　網絡技術的發展日新月異。當我們沉浸在以IP為基礎的因特網給我們帶來的巨大喜悅中時，路由器技術特別是核心路由器技術正經歷著巨大的變化，路由器早已非當年吳下阿蒙。借用比爾·蓋茨的話說：我們離不懂路由器僅有18個月了。　　

　　交換式路由技術就是這一領域的熱門話題，它不僅解決了通信流量問題，而且具有更高的網絡控制能力和管理能力。