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你知道什么是路由器吗?

在Internet中,有一种设备默默承担着数据信息转发的重任,它就是我们今天要讲的主角——路由器。

作者: 中兴文档来源: 中兴文档|2021-11-09 09:39

唐代清晨,一匹快马疾驰在帝国的大道上,这是在紧急情况下启用的八百里加急。前方战事吃紧,战情信息亟需送往京城,途中每到一个驿站都要换人换马,日行八百里,一刻也不能耽误。即使如此,等皇帝得到信息也需数天,路途中不知累死了多少匹马。

进入19世纪,随着电报、电话和传真的发明,信息传递效率大大提升,但如何实时传输大容量数据信息依然是一个难题。直到20世纪90年代Internet诞生,大容量数据信息才可以通过网络实时传播。在Internet中,有一种设备默默承担着数据信息转发的重任,它就是我们今天要讲的主角——路由器。

路由器是连接两个或多个网络的硬件设备,在网络间起网关的作用。它通过读取每一个数据包中的IP地址来决定如何传送。路由器的一个作用是连通不同的网络,另一个作用是选择信息传送的最优线路。

只说概念估计大家还是觉得太抽象了,那我们就从大家熟悉的上网速度出发,来看看网络时代路由器的发展变化吧!

Modem时代路由器

1994年中国通过一条64K的国际专线,全功能接入Internet,从此被国际上正式承认为拥有全功能Internet的国家,中国互联网时代从此开启。一开始互联网主要是被高校和研究所使用,作为学术探讨的科研工具。随着新浪、搜狐、网易等门户网站的兴起,普通民众越来越多的使用门户网站来访问Internet。那时候的网民多数使用调制解调器(Modem,也称为“猫”)通过电话线拨号上网。

伴随着一阵“猫”的吱吱呀呀的叫声,等待一两分钟后,计算机终于连上了互联网,网民开始享受56 kbps的超级“慢”速度。6元/小时的高昂费用,使得上网是件很奢侈的事情。机智网民解锁的上网姿势是这样的:拨号上网后快速打开要看的所有网页,然后断开网络,再细细品读网页内容。

那时候家里一般只有一台电脑上网,还用不到家用路由器,所以我们对路由器也没什么概念。但其实网络中是有路由器的,只是用在了运营商网络,我们感受不到。

运营商网络中的路由器主要为PSTN接入提供了10M或100M以太网接口,并组建了X.25或帧中继广域网,承担数据转发作用,通过OSPF、BGP等路由协议计算最优路径,采用最长匹配和逐条转发方式将数据包送到目的地。

xDSL时代路由器

又熬了几年,终于出现了ADSL。ADSL可谓是宽带接入的一哥了,相比较Modem拨号,可以实现上行1 Mbps、下行8 Mbps的宽带接入速度,不仅上网速度提高了一大截,上网的同时还可以拨打电话。

在当时,ADSL拨号上网可是很前卫的,村里谁家要是用ADSL拨号上网,绝对算是引领潮流,走在路上,会随时接受别人羡慕的目光。ADSL之后,在此基础上出现了更多基于DSL技术的拨号上网方式,例如ADSL2、ADSL2+、VDSL、VDSL+等,我们统称为xDSL(数字用户线路,Digital Subscriber Line)。

xDSL利用在模拟线路中加入或获取更多的数字数据的信号处理技术来获得高传输速率(理论值可达到52 Mbps)。网络发展到这里,在家上网撩个网友,看个视频已毫无压力。数据的快速转发背后,运营商网络中的路由器有哪些改进呢?

这时候的路由器也更新换代,接入侧接口由十兆或百兆以太网接口升级为千兆以太网接口,使得网络带宽也相应地升级为千兆以太网。同时,路由器由原来只支持X.25或帧中继升级为支持ATM。ATM是一种以信元为基础的分组交换技术,采用定长标签,只需维护比路由表小得多的标签表,与IP路由方式相比,转发性能大大提高。广域网带宽也随之大大提高,最高可达622 Mbps,已经可以满足大部分网民的上网体验了。

PON时代路由器

这真正让网民有人生达到巅峰感受的是当下的光纤接入(简称PON)时代。相对于xDSL,PON网络可以实现最高千兆级的网络接入速度。高清视频、网络游戏,通通无压力,超高网速让你爽到爆。炎炎夏日,空调、Wi-Fi、西瓜,可以尽情体验惬意人生了。

提到Wi-Fi,就不得不说几乎家家都有的无线路由器了。现在每个家庭都有多台设备(电脑、手机、PAD等)需要上网,家用无线路由器自然是不可或缺了。其实,数据要想在广域网传送,也少不了之前我们提到过的运营商使用的电信级路由器。

无线路由器好比将无线AP和宽带路由器合二为一,它不仅具备无线AP的无线覆盖功能,还可以实现宽带路由器的所有功能,实现家庭网络中的Internet连接共享,实现基于xDSL、PON网络或小区宽带接入的无线共享接入。

无线路由器集成了路由器功能、防火墙功能、带宽管理功能,集成宽带以太网WAN接口,并内置多个10/100/1000Mbps接口以及2.4GHz或5GHz无线频段,既提供有线接入还提供无线接入方式,不仅可以用在家庭,还可以用在办公室、企业等场合。

如果说无线路由器是名声在外的武林高手,电信级路由器就是深藏不漏的“扫地僧”了,它身居各大电信机房,除了专业人士偶见其真面目以外,其他人很少见到。电信级路由器面对海量数据快速转发的需求,不断与时俱进,无论功能还是性能上都大大提升。

功能上,路由器开始大规模支持MPLS,克服了广域网中ATM造价昂贵、带宽有限的局限性。MPLS独立于第二和第三层协议,将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签,在数据转发时,只在网络边缘分析IP报文,而不用在每一跳都分析,从而节约了处理时间。

性能上,路由器的接入侧接口(路由器和BRAS之间的接口)已升级为10G或40G以太网接口。MPLS可以将ATM和IP技术的优势结合起来,在保持IP技术简洁性的前提下,提供类似于ATM技术的高性能。MPLS对带宽没有限制,广域网单端口带宽能力已提升至100Gbps。

未来可期

顺应5G、大视频/VR/AR、移动互联网、智能物联网和云计算等的发展,路由器也将不断更新换代,大容量、高性能、全业务路由器产品,集群路由器,虚拟化路由器等产品层出不穷。更大容量、更高性能、更灵活运维,路由器,未来可期!

鸿蒙官方战略合作共建——HarmonyOS技术社区

【责任编辑:赵宁宁 TEL:(010)68476606】

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